Vamos a intentar exponer las diferencias entre 2 tipos de imagen muy diferentes a las fotografías a las que estamos acostumbrados a ver a diario en periódicos, revistas o con nuestros propios ojos:
Imágenes multiespectrales e imágenes hiperespectrales
En primer lugar, vamos a analizar por separado las palabras imagen y espectro:
- Imagen: Reproducción de la figura de un objeto por la combinación de los rayos de luz que proceden de él.
- Espectro: Distribución de la intensidad de una radiación en función de una magnitud característica, como la longitud de onda, la energía, la frecuencia o la masa.
Por tanto, una imagen espectral es aquella que reproduce la figura de un objeto en función de la longitud de onda que esté reflejando (o emitiendo) el objeto en cuestión; o dicho de otro modo, es un set de imágenes del mismo objeto representadas cada una de ellas con diferentes longitudes de onda.
Las diferencias entre una imagen multiespectral y una imagen hiperespectral son múltiples, pero la principal es el número de bandas espectrales. La siguiente imagen ilustra perfectamente dicha diferencia:
Podemos decir que las imágenes multiespectrales están formadas por relativamente pocas bandas (normalmente entre 3 y 20) y son bandas no necesariamente contiguas unas a otras, mientras que las imágenes hiperespectrales normalmente están formadas por un mayor número de bandas y éstas siempre son contiguas.
Con una imagen multiespectral podemos obtener los valores de intensidad en las longitudes de onda discretas en las que el sistema capte radiación, mientras que con una imagen hiperespectral lo que obtenemos es el espectro continuo o firma espectral del objeto de análisis.
Las siguientes imágenes fueron captadas con una cámara multiespectral con filtros espectrales en 436, 532, 540, 594 y 605nm ± 20nm (representación en falso color), figura 2. Si normalizamos la intensidad y representamos los valores del mismo píxel en las 5 imágenes en un gráfico, el resultado sería el de la Figura 3.
Vamos a ver una imagen hiperespectral (representación en falso) con el correspondiente espectro continuo en un píxel de la imagen:
El modo en que se capturan las imágenes multiespectrales y las imágenes hiperespectrales también difiere enormemente.
Mientras las cámaras multiespectrales son de tipo frame y toman imágenes con 2 dimensiones espaciales (X, Y), los sistemas de imagen hiperespectral tipo pushbroom generan «imágenes» con 1 dimensión espacial y una dimensión espec-
tral (X, Z), que se correspondería con la cara lateral izquierda del cubo mostrado en la figura 4.
El proceso para obtener un cubo hiperespectral implica realizar un barrido de la escena para generar la segunda dimensión espacial y ese barrido se puede realizar de 2 maneras: desplazando el objeto o desplazando la cámara hiperespectral sobre la escena o sobre el objeto de estudio.
En cuanto al uso de uno u otro tipo de imágenes, podemos decir que las imágenes hiperespectrales ofrecen mucha más información cuantitativa y se emplean como herramientas de diferenciación y clasificación espectral, mientras que las imágenes multiespectrales contienen menos información pero son muy útiles cuando conocemos las longitudes de onda
que diferencian uno u otro material.
