El ámbito de la tecnología de imágenes está experimentando una transformación significativa, especialmente con los avances en las cámaras hiperespectrales. Las cámaras digitales tradicionales capturan imágenes basadas en tres canales de color: rojo, verde y azul. Este enfoque refleja la forma básica en que nuestros ojos perciben los colores. Sin embargo, estas cámaras solo representan unos pocos puntos fijos en el amplio espectro de longitudes de onda de luz. En contraste, las cámaras hiperespectrales pueden analizar una amplia gama de longitudes de onda, proporcionando información más rica, aunque a menudo a expensas de velocidad y complejidad.
Investigadores de la Universidad de Utah han logrado avances recientes en este campo, desarrollando una nueva cámara que captura imágenes de alta definición mientras codifica simultáneamente información espectral detallada. Este dispositivo innovador es lo suficientemente compacto para caber en un teléfono inteligente, lo que permite la captura de video de alta velocidad mientras se extrae información que normalmente es invisible a simple vista.
Avances en la tecnología de imágenes hiperespectrales
La cámara innovadora, liderada por el profesor Rajesh Menon y el profesor asistente de investigación Apratim Majumder, utiliza un sistema de filtros único que divide la luz entrante en 25 canales espectrales distintos en lugar de solo tres. Cada píxel de esta avanzada cámara captura tanto datos espaciales como espectrales, que algoritmos sofisticados pueden reconstruir posteriormente en un conjunto de datos integral que se asemeja a un cubo de imágenes espectrales.
Este proceso de codificación instantánea representa un avance significativo respecto a los métodos tradicionales, donde las imágenes se capturan de manera secuencial, lo que resulta en un rendimiento más lento y aplicaciones limitadas. Menon destacó que su dispositivo produce una huella espectral para cada píxel, lo que mejora su utilidad en diversos campos.
Beneficios clave de la nueva tecnología
Una de las ventajas más notables de este nuevo sistema de imágenes es su capacidad para generar una imagen bidimensional altamente comprimida que conserva toda la información espacial-espectral necesaria. Según Majumder, este enfoque innovador reduce drásticamente la cantidad de almacenamiento de datos requerido, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde la velocidad y la eficiencia son fundamentales.
Además, la rentabilidad de esta tecnología es sorprendente. El prototipo es significativamente menos costoso que las cámaras hiperespectrales comerciales existentes, que suelen ser voluminosas y caras. Esta reducción de precio, combinada con el tamaño compacto de la cámara, abre nuevas posibilidades para aplicaciones prácticas en campos como la agricultura, la medicina y la astronomía.
Aplicaciones en el mundo real y mejoras futuras
El equipo de investigación ya ha probado la cámara en diversas situaciones reales, incluyendo la diferenciación entre tipos de tejidos durante procedimientos quirúrgicos y el monitoreo de la descomposición de fresas. Estas aplicaciones destacan la versatilidad de la cámara y su posible impacto en diferentes dominios.
Aunque el prototipo actual captura imágenes a poco más de un megapíxel, el equipo está trabajando en mejoras que permitirán tamaños de imagen más grandes y un mayor número de canales de longitud de onda. Esta evolución refinará aún más las capacidades de la cámara, allanando el camino hacia soluciones de imagen aún más sofisticadas.
Capacidades de posprocesamiento y ventajas de almacenamiento
Otro aspecto crucial de esta tecnología es su capacidad para realizar posprocesamiento de los datos capturados. Dado que las imágenes iniciales son significativamente más pequeñas, la cámara puede gestionar eficazmente la transmisión de datos. Esto es particularmente ventajoso para aplicaciones que involucran satélites, donde el ancho de banda suele ser limitado. Majumder explicó: «Los satélites tendrían dificultades para transmitir cubos de imágenes completos, pero nuestro método permite la extracción y el procesamiento de datos de manera sencilla después de la captura.»
Los avances en la tecnología de imágenes hiperespectrales de la Universidad de Utah significan un gran salto en cómo podemos capturar y analizar datos espectrales. Al hacer que estos sistemas sean más rápidos, económicos y compactos, los investigadores no solo están mejorando el potencial para diversas aplicaciones científicas, sino que también están cambiando la forma en que observamos y entendemos el mundo que nos rodea.
