Mejoramiento de la resolución espectral de imágenes hiperespectrales, por medio de un sistema óptico compresivo de múltiple-apertura
El sistema de sensado de imágenes espectrales, basado en la apertura codificada y de única toma (CASSI), captura la información espacial y espectral de una escena; mediante mediciones codificadas aleatorias capturadas en un sensor 2D. Un algoritmo basado en la teoría de sensado compresivo (CS), es u...
- Autores:
-
Rueda Chacon, Hoover Fabian
Parada Mayorga, Alejandro
Arguello Fuentes, Henry
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2014
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/52519
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/52519
http://bdigital.unal.edu.co/46865/
- Palabra clave:
- imágenes hiperespectrales
mejora de resolución espectral
sensado compresivo
apertura codificada
Optical Imaging
Electrical Engineering
Hyperspectral imaging
Resolution enhancement
Compressive sensing
Coded aperture
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- openAccess
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imágenes hiperespectrales mejora de resolución espectral sensado compresivo apertura codificada Optical Imaging Electrical Engineering Hyperspectral imaging Resolution enhancement Compressive sensing Coded aperture |
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El sistema de sensado de imágenes espectrales, basado en la apertura codificada y de única toma (CASSI), captura la información espacial y espectral de una escena; mediante mediciones codificadas aleatorias capturadas en un sensor 2D. Un algoritmo basado en la teoría de sensado compresivo (CS), es utilizado para recuperar la escena tridimensional original a partir de las mediciones aleatorias capturadas. La calidad de reconstrucción de la escena depende exclusivamente, de la matriz de sensado del CASSI, la cual es determinada por la estructura de las aperturas codificadas que son utilizadas.En este artículo, se propone una generalización del sistema CASSI por medio del desarrollo de un sistema óptico multi-apertura, que permite el mejoramiento de la resolución espectral. En el sistema propuesto, un par de aperturas codificadas de alta resolución es introducido en el sistema CASSI, permitiendo así, la codificación tanto espacial como espectral de la imagen hiperespectral. Este enfoque permite la reconstrucción de cubos de datos hiperespectrales, donde el número de las bandas espectrales se aumenta significativamente respecto al original, y la calidad espacial es mejorada en gran medida. Así mismo, los experimentos simulados muestran mejoramiento en la relación de pico-de-señal-a-ruido (PSNR), junto con un mejor ajuste en las firmas espectrales reconstrui-das sobre los datos espectrales originales. |
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La calidad de reconstrucción de la escena depende exclusivamente, de la matriz de sensado del CASSI, la cual es determinada por la estructura de las aperturas codificadas que son utilizadas.En este artículo, se propone una generalización del sistema CASSI por medio del desarrollo de un sistema óptico multi-apertura, que permite el mejoramiento de la resolución espectral. En el sistema propuesto, un par de aperturas codificadas de alta resolución es introducido en el sistema CASSI, permitiendo así, la codificación tanto espacial como espectral de la imagen hiperespectral. Este enfoque permite la reconstrucción de cubos de datos hiperespectrales, donde el número de las bandas espectrales se aumenta significativamente respecto al original, y la calidad espacial es mejorada en gran medida. Así mismo, los experimentos simulados muestran mejoramiento en la relación de pico-de-señal-a-ruido (PSNR), junto con un mejor ajuste en las firmas espectrales reconstrui-das sobre los datos espectrales originales.The Coded Aperture Snapshot Spectral Imaging (CASSI) system captures the three-dimensional (3D) spatio-spectral information of a scene using a set of two-dimensional (2D) random-coded Focal Plane Array (FPA) measurements. A compressive sensing reconstruc-tion algorithm is then used to recover the underlying spatio-spectral 3D data cube. The quality of the reconstructed spectral images depends exclusively on the CASSI sensing matrix, which is determined by the structure of a set of random coded apertures. In this paper, the CASSI system is generalized by developing a multiple-aperture optical imaging system such that spectral resolution en-hancement is attainable. In the proposed system, a pair of high-resolution coded apertures is introduced into the CASSI system, allow-ing it to encode both spatial and spectral characteristics of the hyperspectral image. This approach allows the reconstruction of super-resolved hyperspectral data cubes, where the number of spectral bands is significantly increased and the quality in the spatial domain is greatly improved. Extensively simulated experiments show a gain in the peak-signal-to-noise ratio (PSNR), along with a better fit of the reconstructed spectral signatures to the original spectral data.application/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia - Facultad de Ingenieríahttp://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/41675Universidad Nacional de Colombia Revistas electrónicas UN Ingeniería e InvestigaciónIngeniería e InvestigaciónIngeniería e Investigación; Vol. 34, núm. 3 (2014); 50-55 Ingeniería e Investigación; Vol. 34, núm. 3 (2014); 50-55 2248-8723 0120-5609Rueda Chacon, Hoover Fabian and Parada Mayorga, Alejandro and Arguello Fuentes, Henry (2014) Mejoramiento de la resolución espectral de imágenes hiperespectrales, por medio de un sistema óptico compresivo de múltiple-apertura. Ingeniería e Investigación; Vol. 34, núm. 3 (2014); 50-55 Ingeniería e Investigación; Vol. 34, núm. 3 (2014); 50-55 2248-8723 0120-5609 .Mejoramiento de la resolución espectral de imágenes hiperespectrales, por medio de un sistema óptico compresivo de múltiple-aperturaArtículo 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/ARTimágenes hiperespectralesmejora de resolución espectralsensado compresivoapertura codificadaOptical ImagingElectrical EngineeringHyperspectral imagingResolution enhancementCompressive sensingCoded apertureORIGINAL41675-189592-1-SP.pdfapplication/pdf84157https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/52519/1/41675-189592-1-SP.pdf9134673cade4767421c2016a70e82930MD5141675-231276-4-PB.pdfapplication/pdf589243https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/52519/2/41675-231276-4-PB.pdfb0161975b3219296014c3f38f3bc88a5MD52THUMBNAIL41675-189592-1-SP.pdf.jpg41675-189592-1-SP.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7488https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/52519/3/41675-189592-1-SP.pdf.jpg171eb4fcb9aa366908232fb62cf0e06bMD5341675-231276-4-PB.pdf.jpg41675-231276-4-PB.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9074https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/52519/4/41675-231276-4-PB.pdf.jpga3df603cb78cad52a2ecaa64da9142a8MD54unal/52519oai:repositorio.unal.edu.co:unal/525192023-02-25 23:05:14.198Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co |