與使用標(biāo)準(zhǔn) (RGB) 相機(jī)相比，高光譜相機(jī)為用戶提供了捕獲有關(guān)場(chǎng)景的更多信息的能力。根據(jù)所使用的硬件，捕獲的圖像可能有數(shù)十或數(shù)百個(gè)通道，結(jié)果圖像的每個(gè)通道都描述了給定波長(zhǎng)的捕獲光。

上圖顯示了一張 RGB 照片及其三個(gè)組成部分(紅色、色和藍(lán)色通道)的分解，以及它們?nèi)绾蜗嗉右詣?chuàng)建彩色圖像

上圖顯示了高光譜圖像的類似示例，其中最終圖像由在許多不同顏色波長(zhǎng)下捕獲的許多通道組成

高光譜相機(jī)的工作方式與傳統(tǒng)相機(jī)大致相同。主要區(qū)別在于用于捕捉圖像的傳感器(CCD、CMOS)。光線聚焦到傳感器上，傳感器在超過普通相機(jī)使用的普通紅色、綠色和藍(lán)色波長(zhǎng)的波長(zhǎng)通道范圍內(nèi)捕獲圖像。根據(jù)特定的高光譜相機(jī)，圖像最終可能包含 7 到 100 個(gè)數(shù)據(jù)通道，每個(gè)通道都捕獲特定波長(zhǎng)的光。

高光譜相機(jī)捕獲的數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)為“圖像立方體”，之所以這樣命名，是因?yàn)閿?shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)通常被認(rèn)為是三維的。與傳統(tǒng)圖像一樣，其中兩個(gè)維度是空間維度，即它們構(gòu)成圖像中的像素。第三維是光譜——對(duì)于每個(gè)像素，將有許多波長(zhǎng)樣本。在傳統(tǒng)的彩色圖像中，該維度的深度為3，(R, G, B)。在高光譜圖像中，該深度等于通道數(shù)(例如7-100)。每個(gè)像素的樣本構(gòu)成該像素的“光譜特征”。

“光譜特征”可用于發(fā)現(xiàn)場(chǎng)景的物質(zhì)構(gòu)成，因?yàn)榕c傳統(tǒng)彩色圖像提供的 RGB 信息相比，它們提供了更多關(guān)于所描述像素的信息。不同的材料具有獨(dú)特的光譜特征，這些特征可以被隔離、分類、保存和比較。通過建立一個(gè)光譜特征庫(kù)，可以對(duì)圖像進(jìn)行強(qiáng)大的分析而不是說一個(gè)像素是棕色的，可以根據(jù)它的光譜特征說那個(gè)像素是橡木。