Ricostruzione di segnali ultrasonici sottocampionati mediante tecniche di compressive sensing e di single-image super-resolution

La scansione laser ad ultrasuoni è un metodo di monitoraggio strutturale molto efficace nell'ambito del rilevamento dei danni, grazie alla sua natura non distruttiva, alla sensibilità al danno locale e all'elevata risoluzione spaziale. Le immagini ricostruite a seguito della propagazione di onde ultrasoniche nella struttura di interesse consentono di riscontrare la presenza di eventuali danni. Tuttavia, la scansione laser ad ultrasuoni richiede tempi di scansione molto lunghi per ottenere un elevata risoluzione spaziale e un adeguato rapporto segnale rumore, necessari al rilevamento dei danni. L'obiettivo di questo elaborato è quello di presentare un metodo che consente di ricostruire immagini ultrasoniche ad alta risoluzione a partire da un numero ridotto di punti scansionati e, quindi, di risolvere il problema degli eccessivi tempi di scansione. Tale metodo si basa sull'implementazione di due tecniche: il compressive sensing e la super-risoluzione. Il compressive sensing consente di acquisire un segnale a partire da un numero di campioni inferiore rispetto a quello stabilito dal criterio di Shannon-Nyquist, con una perdita ridotta di informazione. La super-risoluzione (SR) è una tecnica che consente di ottenere immagini ad alta risoluzione a partire da immagini a bassa risoluzione. Nel lavoro svolto, l'algoritmo di super-risoluzione riceve in ingresso le immagini prodotte dall'algoritmo di CS e le elabora al fine di ottenere un'immagine "più simile" all'immagine ultrasonica vera.