Optimización de aperturas codificadas para clasificación basada espectroscopia raman usando la técnica de sensado compresivo
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Date
2014
Authors
Evaluators
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La Espectroscopía Raman ha sido ampliamente utilizada en el analisis de la ´ composicion qu ´ ímica y la construccion de im ´ agenes de mapeo de compuestos ´ organicos e inorg ´ anicos, siendo actualmente una de las t ´ ecnicas anal ´ íticas mas´ empleadas en diversas areas de la ciencia moderna. En la actualidad, uno de los ´ enfoques principales de los estudios realizados sobre esta tecnica, se basan en ´ la reduccion del tiempo de adquisici ´ on y posterior tratamiento de las dispersio- ´ nes Raman para la construccion de im ´ agenes espectrales que permitan realizar ´ clasificaciones químicas. La aplicacion de la t ´ ecnica de Sensado Compresivo es empleada para reducir ´ el tiempo en la formacion de im ´ agenes a partir de la Espectroscop ´ ía Raman, gracias a la deteccion y compresi ´ on simult ´ anea de las Se ´ nales. El sistema de ˜ adquisicion de im ´ agenes basado en una apertura codificada o CASSI por sus ´ siglas en ingles Coded Aperture Snapshot Spectral Imager, es una arquitectura ´ optica que aplica de manera eficiente los conceptos de la t ´ ecnica de Sensado ´ Compresivo, y, cuyo principal elemento es una apertura codificada, que puede ser vista como un filto que trasmite o bloquea informacion de la escena que se ´ busca captar. El presente trabajo describe la tecnica de Sensado Compresivo aplicada a la ´ obtencion de im ´ agenes por Espectroscopia Raman mediante la simulaci ´ on del ´ sistema CASSI, realiza la optimizacion de las apeturas codificadas que garanti- ´ zan una eficiente reconstruccion computacional de las im ´ agenes y presenta la ´ seleccion de los componentes ´ opticos del sistema CASSI simulado. ´ Los resultados obtenidos por simulacion num ´ erica muestran que mediante la ´ aplicacion de la t ´ ecnica de sensado compresivo es posible reducir de manera ´ eficiente el tiempo de adquisicion de datos en Espectroscopia Raman de Im ´ age- ´ nes. Mediante el analisis de la relaci ´ on se ´ nal a ruido (PSNR) de las reconstruc- ˜ ciones obtenidas con las aperturas codificadas disenadas frente los cubos de ˜ datos reales, se puede concluir que es posible obtener resultados mayores a los 30 dB con un radio de compresion de aproximadamente 25 % , resultados ´ que garantizan una correcta recuperacion de los espectros Raman para realizar ´ clasificaciones químicas.
Description
Keywords
Espectroscopía Raman, Simulacion, Sensado Compresivo, ´ Aperturas Codificadas, Optimizacion De Algoritmos.