Câmera 3D mescla profundidade e dados espectrais

O compacto Hyperspectral Stripe Projector (HSP) combina o HSP, uma matriz de sensores monocromáticos e programação sofisticada para fornecer aos usuários uma imagem mais completa da forma e composição de um objeto. Ele captura informações quadridimensionais de uma imagem — três espaciais e uma espectral — em tempo real.

O HSP se inspira nas técnicas de imagem 3D portáteis - como sistemas de identificação facial em smartphones e rastreadores corporais em sistemas de jogos - e adiciona uma maneira de extrair dados espectrais amplos de cada pixel capturado. Esses dados compactados são reconstruídos em um mapa 3D com informações espectrais que podem incorporar centenas de cores e ser usadas para revelar não apenas a forma de um objeto, mas também sua composição material.

As câmeras RGB regulares (vermelho, verde, azul) fornecem três canais espectrais; entretanto, uma câmera hiperespectral fornece espectros em muitos canais. O HSP codifica simultaneamente as medições de profundidade e hiperespectrais, permitindo o uso de uma câmera monocromática em vez de uma câmera hiperespectral cara, como normalmente usada em sistemas semelhantes.

O HSP usa um dispositivo de microespelho digital (DMD) pronto para uso para projetar listras padronizadas que se parecem com códigos de barras coloridos em uma superfície. O envio da projeção de luz branca através de uma grade de difração separa os padrões sobrepostos em cores. Cada cor é refletida de volta para a câmera monocromática, que atribui um nível de cinza numérico a esse pixel. Cada pixel pode ter vários níveis, um para cada faixa de cor refletida. Estes são recombinados em um valor espectral geral para aquela parte do objeto.

Os espectros bem ajustados podem ir além da luz visível. O que eles refletem de volta ao sensor como espectros multiplexados de banda fina pode ser usado para identificar a composição química do material. Ao mesmo tempo, as distorções no padrão são reconstruídas em nuvens de pontos 3D, essencialmente uma imagem do alvo, mas com muito mais dados do que um simples instantâneo poderia fornecer.