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Muestreo compresivo de imágenes multiespectrales con detectores basados en arreglos de filtros ópticos utilizando un elemento dispersivo rotatorio

Resumen

Los sistemas de adquisicion de im ´ agenes espectrales basados en la t ´ ecnica de ´ muestreo compresivo (CSI por su sigla en ingles), obtienen proyecciones codifica- ´ das y dispersas de la fuente en lugar de muestrear directamente cada voxel de la ´ escena tridimensional. Utilizando estas proyecciones comprimidas, un algoritmo de optimizacion basado en la norma ´ `1 es utilizado para reconstruir la imagen multiespectral original. El sistema SCCSI (snapshot colored compressive spectral imager) es una arquitectura optica basada en CSI, dise ´ nada para adquirir im ˜ agenes espec- ´ trales de manera eficiente en una unica captura por medio de un elemento disper- ´ sivo y un detector compuesto por un arreglo de filtros opticos. En los sistemas CSI ´ es posible realizar multiples capturas utilizando distintos patrones de codificaci ´ on, ´ obteniendo una mejora en la reconstruccion de im ´ agenes con alto de nivel de de- ´ talles tanto espacial como espectralmente. Sin embargo, debido a que en SCCSI el patron de codificaci ´ on (arreglo de filtros ´ opticos) se encuentra directamente sobre ´ el detector, el uso de multiples patrones para diferentes tomas equivaldr ´ ía a utilizar un sensor diferente. Este proyecto extiende el concepto de SCCSI a un sistema de multiple captura mediante la rotaci ´ on del elemento dispersivo presente en la ar- ´ quitectura, de tal forma que la imagen espectral de entrada, una vez dispersada, sea codificada e integrada en diferentes regiones del detector, adquiriendo de esta manera nuevas proyecciones comprimidas de la escena en cada rotacion. Los ´ resultados de simulacion muestran que realizando cuatro capturas, es posible obte- ´ ner una ganancia de hasta 7 dB en PSNR frente a los resultados obtenidos con una unica captura. Adicionalmente, realizando cuatro capturas en SCCSI se obtiene una ´ ganancia de hasta 3 y 2 dB en PSNR frente a realizar cuatro y cinco capturas con la arquitectura CASSI (snapshot colored compressive spectral imager), respectivamente.