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



Título del documento: High-dynamic range compressive spectral imaging by grayscale coded aperture adaptive filtering
Revista: Ingeniería e investigación
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000405105
ISSN: 0120-5609
Autores:

1
Instituciones: 1Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Santander. Colombia
Año:
Periodo: Sep-Dic
Volumen: 35
Número: 3
Paginación: 53-60
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español 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 aprovecha la esparcidad de las medidas compresivas. Tradicionalmente, CASSI usa aperturas codificadas binarias para modular espacialmente 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
Resumen en inglés The coded aperture snapshot spectral imaging system (CASSI) is an imaging architecture which senses the three dimensional information 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-un­block 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 apertures (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
Disciplinas: Ciencias de la computación
Palabras clave: Procesamiento de datos,
Imágenes hiperespectrales,
Muestreo compresivo,
Apertura codificada,
Saturación,
Rango dinámico,
Imágenes ópticas
Keyword: Computer science,
Data processing,
Hyperspectral images,
Compressive sensing,
Coded aperture,
Saturation,
Dynamic range,
Optical images
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