High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering

The coded aperture snapshot spectral imaging system (CASSI) is an imaging architecture which senses the three dimensional informa-tion of a scene with two dimensional (2D) focal plane array (FPA) coded projection measurements. A reconstruction algorithm takes advantage of the compressive measurement...

Full description

Autores:
Diaz, Nelson Eduardo
Rueda Chacon, Hoover Fabian
Arguello Fuentes, Henry
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2015
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/67646
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/67646
http://bdigital.unal.edu.co/68675/
Palabra clave:
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Compressive sensing
hyperspectral imaging
saturation
dynamic range
coded aperture
optical imaging.
Muestreo compresivo
imágenes hiperespectrales
saturación
rango dinámico
apertura codificada
imágenes ópticas.
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
id UNACIONAL2_05379087a69ab053ff7674dee41d508b
oai_identifier_str oai:repositorio.unal.edu.co:unal/67646
network_acronym_str UNACIONAL2
network_name_str Universidad Nacional de Colombia
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
title High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
spellingShingle High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Compressive sensing
hyperspectral imaging
saturation
dynamic range
coded aperture
optical imaging.
Muestreo compresivo
imágenes hiperespectrales
saturación
rango dinámico
apertura codificada
imágenes ópticas.
title_short High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
title_full High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
title_fullStr High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
title_full_unstemmed High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
title_sort High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
dc.creator.fl_str_mv Diaz, Nelson Eduardo
Rueda Chacon, Hoover Fabian
Arguello Fuentes, Henry
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Diaz, Nelson Eduardo
Rueda Chacon, Hoover Fabian
Arguello Fuentes, Henry
dc.subject.ddc.spa.fl_str_mv 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
topic 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Compressive sensing
hyperspectral imaging
saturation
dynamic range
coded aperture
optical imaging.
Muestreo compresivo
imágenes hiperespectrales
saturación
rango dinámico
apertura codificada
imágenes ópticas.
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Compressive sensing
hyperspectral imaging
saturation
dynamic range
coded aperture
optical imaging.
Muestreo compresivo
imágenes hiperespectrales
saturación
rango dinámico
apertura codificada
imágenes ópticas.
description The coded aperture snapshot spectral imaging system (CASSI) is an imaging architecture which senses the three dimensional informa-tion of a scene with two dimensional (2D) focal plane array (FPA) coded projection measurements. A reconstruction algorithm takes advantage of the compressive measurements sparsity to recover the underlying 3D data cube. Traditionally, CASSI uses block-un-block coded apertures (BCA) to spatially modulate the light. In CASSI the quality of the reconstructed images depends on the design of these coded apertures and the FPA dynamic range. This work presents a new CASSI architecture based on grayscaled coded apertu-res (GCA) which reduce the FPA saturation and increase the dynamic range of the reconstructed images. The set of GCA is calculated in a real-time adaptive manner exploiting the information from the FPA compressive measurements. Extensive simulations show the attained improvement in the quality of the reconstructed images when GCA are employed.  In addition, a comparison between traditional coded apertures and GCA is realized with respect to noise tolerance.
publishDate 2015
dc.date.issued.spa.fl_str_mv 2015-09-01
dc.date.accessioned.spa.fl_str_mv 2019-07-03T04:45:33Z
dc.date.available.spa.fl_str_mv 2019-07-03T04:45:33Z
dc.type.spa.fl_str_mv Artículo de revista
dc.type.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
dc.type.coarversion.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/ART
format http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
status_str publishedVersion
dc.identifier.issn.spa.fl_str_mv ISSN: 2248-8723
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/67646
dc.identifier.eprints.spa.fl_str_mv http://bdigital.unal.edu.co/68675/
identifier_str_mv ISSN: 2248-8723
url https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/67646
http://bdigital.unal.edu.co/68675/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.spa.fl_str_mv https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/49868
dc.relation.ispartof.spa.fl_str_mv Universidad Nacional de Colombia Revistas electrónicas UN Ingeniería e Investigación
Ingeniería e Investigación
dc.relation.references.spa.fl_str_mv Diaz, Nelson Eduardo and Rueda Chacon, Hoover Fabian and Arguello Fuentes, Henry (2015) High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering. Ingeniería e Investigación, 35 (3). pp. 53-60. ISSN 2248-8723
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá - Facultad de Ingeniería
institution Universidad Nacional de Colombia
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/67646/1/49868-277146-1-PB.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/67646/2/49868-277146-1-PB.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 9a8d39109f79c8435625141e7950e2d7
657086feef94c6a4e94ef6eec275956c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
repository.mail.fl_str_mv repositorio_nal@unal.edu.co
_version_ 1814089232709320704
spelling Atribución-NoComercial 4.0 InternacionalDerechos reservados - Universidad Nacional de Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diaz, Nelson Eduardoe3eac086-fb76-4fe9-b026-91cae6a33e64300Rueda Chacon, Hoover Fabian08fa5c40-078a-4190-bf8d-077036c5db0f300Arguello Fuentes, Henry900ac240-45af-4faa-b0db-153fb5ee5a823002019-07-03T04:45:33Z2019-07-03T04:45:33Z2015-09-01ISSN: 2248-8723https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/67646http://bdigital.unal.edu.co/68675/The coded aperture snapshot spectral imaging system (CASSI) is an imaging architecture which senses the three dimensional informa-tion of a scene with two dimensional (2D) focal plane array (FPA) coded projection measurements. A reconstruction algorithm takes advantage of the compressive measurements sparsity to recover the underlying 3D data cube. Traditionally, CASSI uses block-un-block coded apertures (BCA) to spatially modulate the light. In CASSI the quality of the reconstructed images depends on the design of these coded apertures and the FPA dynamic range. This work presents a new CASSI architecture based on grayscaled coded apertu-res (GCA) which reduce the FPA saturation and increase the dynamic range of the reconstructed images. The set of GCA is calculated in a real-time adaptive manner exploiting the information from the FPA compressive measurements. Extensive simulations show the attained improvement in the quality of the reconstructed images when GCA are employed.  In addition, a comparison between traditional coded apertures and GCA is realized with respect to noise tolerance.El sistema de adquisición de imágenes espectrales basado en una apertura codificada de única captura (CASSI) es una arquitectura para muestrear imágenes espectrales que captura información de una escena en tres dimensiones mediante medidas proyectadas y codificadas del sensor en dos dimensiones (2D). Para recuperar el cubo de datos se emplea un algoritmo de reconstrucción que apro-vecha la esparcidad de las medidas compresivas. Tradicionalmente, CASSI usa aperturas codificadas binarias para modular espacial-mente la luz.  En CASSI la calidad de las imágenes reconstruidas depende del diseño de estas aperturas codificadas y de la saturación del sensor. Este trabajo presenta una nueva arquitectura CASSI  basada en aperturas codificadas de escala de grises (ACG), la cual reduce la saturación en el sensor e incrementa el rango dinámico de las imágenes reconstruidas.  El conjunto de ACG se calcula en tiempo real de forma adaptativa explotando la información contenida en las medidas compresivas del sensor. La mejora obtenida en la calidad de las imágenes reconstruidas se muestra a partir de diversas simulaciones en las que se utilizan las ACG. Adicionalmente, se lleva a cabo una comparación entre las aperturas codificadas tradicionales y las ACG con respecto a la tolerancia del ruido.application/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá - Facultad de Ingenieríahttps://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/49868Universidad Nacional de Colombia Revistas electrónicas UN Ingeniería e InvestigaciónIngeniería e InvestigaciónDiaz, Nelson Eduardo and Rueda Chacon, Hoover Fabian and Arguello Fuentes, Henry (2015) High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering. Ingeniería e Investigación, 35 (3). pp. 53-60. ISSN 2248-872362 Ingeniería y operaciones afines / EngineeringCompressive sensinghyperspectral imagingsaturationdynamic rangecoded apertureoptical imaging.Muestreo compresivoimágenes hiperespectralessaturaciónrango dinámicoapertura codificadaimágenes ópticas.High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filteringArtículo de revistainfo:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTORIGINAL49868-277146-1-PB.pdfapplication/pdf2970689https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/67646/1/49868-277146-1-PB.pdf9a8d39109f79c8435625141e7950e2d7MD51THUMBNAIL49868-277146-1-PB.pdf.jpg49868-277146-1-PB.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8756https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/67646/2/49868-277146-1-PB.pdf.jpg657086feef94c6a4e94ef6eec275956cMD52unal/67646oai:repositorio.unal.edu.co:unal/676462023-05-30 23:03:26.409Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co