Hiperspektrinis vaizdas yra metodas, kuris atspindinčiam vaizdui, kuriame yra taikinio spektriniai duomenys, suteikia spalvingą trečią dimensiją. Jis gali būti naudojamas tokiose srityse kaip mineralinių telkinių ar ūkių topografinė analizė, karinė priežiūra, medicininė audinių analizė ir archeologinis kartografavimas. Hiperspektrinis vaizdas suteikia daug šviesos ir sudėties duomenų iš vaizdo jutiklių lauke, laboratorijoje ir net erdvėje.
Spektrinis vaizdas analizuoja atspindžio spektrus arba šviesos bangos ilgio duomenis. Jame gali būti naudojamos tokios technologijos kaip atspindintys veidrodžiai, prizmės, lęšiai ir šviesos jutikliai, panašiai kaip komponentai ir įkrovimo prijungto įrenginio (CCD) lustai skaitmeniniame fotoaparate. Kartu su nuotolinio vaizdo gavimo technologija spektrinis vaizdavimas naudojamas elektromagnetinio spektro bangos ilgiams, išsklaidytam tikslinės medžiagos, matuoti. Prietaisai, vadinami spektrometrais ir spektroradiometrais, atkreipia dėmesį į šviesos, atsispindėjusios nuo taikinio, energijos bangos ilgio pokyčius ir leidžia stebėtojams nustatyti medžiagos ar kraštovaizdžio kompozicinę struktūrą.
Hiperspektriniam vaizdavimui naudojama šiuolaikinė skaičiavimo galia, kad būtų galima sujungti daugelio vaizdų duomenis ir tiesiogiai prie vaizdo pridėti trečiąjį spektrinių duomenų matmenį. Šis duomenų rinkinys yra sukrautas į „hiperspektrinį kubą“, kaip momentinių vaizdų krūvą, kuriame kiekviename pikselyje yra jo spektriniai duomenys. Daugiaspektrinis vaizdas sujungia dešimčių ar šimtų elektromagnetinių (EM) juostų duomenis, tačiau hiperspektriniai kubai gali apdoroti duomenis iš tūkstančių juostų.
Daugiaspektrinis vaizdas paprastai naudoja duomenis iš kelių jutiklių, o hiperspektriniai duomenys dažnai renkami kaip gretimų juostų rinkinys iš vieno jutiklio. Kuo daugiau duomenų, tuo aiškesnis vaizdas. Kuo aiškesnis vaizdas, tuo lengviau nustatyti, iš kokios medžiagos ar medžiagų subjektas pagamintas.
Kai kurios hiperspektrinio vaizdavimo taikymo sritys apima cheminę analizę, fluorescencinę mikroskopiją, terminį vaizdą, archeologinius atradimus ir teismo ekspertizę. Medicininis hiperspektrinis vaizdavimas išgauna vizualinius erdvinio regiono bangos ilgius ir sujungia pjūvius į „topografinį žemėlapį“, paruoštą aiškiai medicininei audinių savybių analizei įvairioms diagnozėms ar tyrimų tikslams. Ši vaizdo gavimo technologija gali užfiksuoti daugiau EM juostos nei matoma šviesa, įskaitant infraraudonųjų ir ultravioletinių bangų ilgį, todėl ji gali pagerinti informaciją, kurios kitu atveju plika akimi nebūtų galima pamatyti. Visose medžiagose yra spektriniai parašai, kurie gali suteikti gyvybiškai svarbių užuominų daugeliui pritaikymų daugelyje sričių.
Pavyzdžiui, suprasdami dirvožemio ir augalų augimo cheminės sudėties skirtumus, kriminalistai gali tiksliai nustatyti kitaip nežinomas kapines. Taip yra todėl, kad skilimas išskiria augalų augimo atspindžio spektrus nuo juos supančios aplinkos. Paprasčiau tariant, dėl papildomo chlorofilo, esančio skilimo metu apvaisintuose augaluose, jie daug labiau išsiskiria hiperspektriniuose duomenyse nei plika akimi.
Nuotolinis aptikimas ir skaitmeninis vaizdas nuolat randa naujų pritaikymų. Tokios organizacijos kaip Jungtinių Valstijų nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) mokslininkams ir civiliams vis dažniau teikia specialias bibliotekas, kuriose saugomi žinomi spektriniai medžiagų duomenys. Daugelyje pramonės šakų nuolat kuriamos naujos šios technikos taikymas. Naudojimas žemės ūkyje gali apimti augalų veislių, vandens ir maistinių medžiagų sąlygų nustatymą ir ankstyvą ligų nustatymą. Kadangi technologija tampa prieinamesnė visuomenei, tikimasi, kad bus nuolat kuriamos naujos programos, kurios turės didelį pranašumą, palyginti su santykinai ribota vieno taško spektroskopijos analitine galia.
Šiluminio vaizdo gavimo technologija jau seniai naudojama kariniam ar oro stebėjimui. Dėl šios priežasties buvo sukurti specialūs metodai, skirti sužlugdyti šią technologiją, siekiant užmaskuoti sausumos pajėgų karščio požymius iš oro. Hiperspektrinis vaizdavimas gali nugalėti šias atsakomąsias priemones su daugybe spektrinės juostos matavimų, siūlančių tikslią analizę, kuri gali atskleisti spektrinius taikinio „pirštų atspaudus“.
Kiekvienam informacijos pikseliui surenkamas visas spektras, todėl stebėtojui nereikia išankstinių žinių apie medžiagą, kad galėtų atlikti analizę. Kompiuterinis apdorojimas gali apimti visus turimus duomenis, kad būtų galima atlikti išsamią mėginio analizę. Tam reikia specialių skaičiavimo išteklių, įskaitant brangią jautrią įrangą ir didelę duomenų saugyklos talpą. Hiperspektrinis kubas yra daugiamačiai duomenų rinkiniai, kuriems apdoroti reikia šimtų megabaitų.