Reconstrucción basada en multirresolución para la adquisición de vídeo espectral compresivo usando un sensor de multiplexación espectral

Resumen

Los sensores de multiplexación espectral basados en muestreo compresivo intentan romper la barrera de Nyquist para adquirir escenas de alta resolución espectral. Particularmente, el sistema de imágenes espectrales de única captura basado en aperturas codificadas de color extendido a vídeo, o video – CCASSI, es un sensor de multiplexación espectral que permite la adquisición de imágenes espectrales dinámicas proyectando cada fotograma espectral sobre un detector bidimensional usando un apertura de codificación 3D. Posteriormente, la reconstrucción de la señal comprimida se realiza iterativamente encontrando una solución escasa a un sistema lineal de ecuaciones indeterminado. Si bien la señal adquirida puede ser recuperada desde un algoritmo basado en la norma l_2 − l_1, con 

muchas menos observaciones en comparación a los sistemas convencionales, dicha reconstrucción presenta diversos desafíos originados por la variable temporal o el movimiento. El movimiento durante la reconstrucción produce artefactos que dañan la totalidad de los datos. En este trabajo, se propone un método de reconstrucción basado en múltiples resoluciones para la adquisición compresiva de video espectral. De este modo, el problema de optimización para recuperar la señal se amplía añadiendo la información temporal como restricción, con el objetivo de corregir los errores originados por el movimiento de la escena. Los experimentos computacionales realizados en cuatro videos espectrales diferentes muestran una mejora de hasta 4dB en términos de relación pico-señal a ruido (PSNR) en la calidad de reconstrucción usando el enfoque multirresolución aplicado a la reconstrucción de video espectral con respecto al problema de optimización que no considera el movimiento.