Corrección de artefactos de compresión por wavelets en satélites de alta resolución

Cliente

Fundado en 1961, el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES por sus siglas en francés) es la agencia del gobierno francés encargada de implementar y dar forma a las políticas espaciales de Francia dentro de Europa. Su tarea es desarrollar los sistemas espaciales del futuro, llevando la tecnología espacial a la madurez y garantizando la independencia de Francia en el acceso al espacio.
El CNES es un jugador muy importante en el programa espacial europeo, y una fuente importante de iniciativas y propuestas, que mantienen a Francia y a Europa a nivel competitivo en relación a las tecnologías espaciales.
El CNES elabora y ejecuta programas espaciales con sus socios en la comunidad científica y la industria, y está muy comprometido en programas de cooperación internacional: la base para cualquier política espacial de largo alcance. 

La agencia cuenta con más de 2400 empleados, lo que constituye una fuerza de trabajo excepcional por su talento, con más de 1800 ingenieros y ejecutivos, 35% de los cuales son mujeres Debido a su capacidad para innovar y su visión a largo plazo, el CNES está ayudando a desarrollar nuevas tecnologías, de las cuales se beneficiará la totalidad de la sociedad, con foco especial en:
 

  • Acceso al espacio
  • Aplicaciones civiles
  • Tierra, medioambiente y clima
  • Ciencias del espacio y futuro
  • Seguridad y defensa


Descripción del Proyecto

Presentación general de Pléiades
Los satélites Pléiades son un sistema formado por dos satélites ópticos de observación de la Tierra, Pléiades 1 y Pléiades 2, de muy alta resolución, que ofrecen una cobertura global sobre la superficie de la Tierra con un ciclo repetido de 26 días.
Estos satélites tienen una resolución espacial de 0.7 metros, y un FOV (field of view) de 20 Km. Su gran agilidad permite un acceso diario sobre cualquier parte del planeta, lo cual es un requisito indispensable para aplicaciones de defensa y seguridad. Tiene a su vez una gran capacidad de cobertura, necesaria para aplicaciones de cartografía a una resolución mucho mayor a sus antecesores (satélites SPOT).

Finalmente, PLEIADES tiene un mecanismo de adquisición de imágenes estereoscópicas (pares estéreo) que permite una calidad de reconstrucción de muy alto nivel, incluso en zonas urbanas, que lo llevan a competir con imágenes aéreas. 

Descripción del problema
En el seno del CNES, el servicio "Analisis y Productos de Imágenes" es el responsable de las actividades de investigación en el dominio del tratamiento y análisis de imágenes satelitales, orientados hacia la utilización (fundamentos teóricos, desarrollo de nuevos métodos y validación).

Debido al tamaño de las imágenes satelitales que generan los satélites de alta resolución, las mismas son comprimidas antes de ser enviadas a la tierra. Es por esta razón que la compresión es un elemento indispensable cuando se diseñan dichos satélites y es el caso también de los satélites Pléiades. En este caso, la compresión está basada en una transformada de wavelets, la cual es una referencia para otros ámbitos donde se necesita comprimir (el estándar JPEG2000 está basado también en transformadas de Wavelets). Ahora bien, esta compresión genera artefactos provocados por la umbralización y cuantificación de los coeficientes de wavelets, lo cual genera:
 

  • Una pérdida de precisión en los contornos de la imagen (efecto de borrosidad o "blur")
  •  Un deterioro de las micro-texturas presentes en la imagen
  •  Artefactos importantes por coeficientes de Wavelets "outliers"

Descripción de la solución

dSense, fue contratada para, junto con profesionales de la Universidad Télécom ParisTech, Francia, para analizar el problema, desarrollar nuevos algoritmos e implementar en software dichas soluciones. El proyecto (que se encuentra en ejecución, habiendo finalizado ya la primera etapa) incluye informes técnicos sobre los métodos desarrollados, eventualmente publicaciones de resultados en artículos de conferencia o revistas científicas y la entrega del software que implementa la solución a desarrollarse.

El proyecto consiste en estudiar posibles soluciones al problema anteriormente planteado, a partir de algoritmos existentes o desarrollando nuevas técnicas específicas para el problema en cuestión.