On the inpainting of incomplete CMB sky maps

Trabajo fin de Máster defendido en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Cantabria, el 28 de septiembre de 2022- Curso 2021-2022- Máster Interuniversitario en Física de Partículas y del Cosmos (UIMP-UC-CSIC)

Detalles Bibliográficos
Autor: Álvarez Ortega, Diego
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2022
País:España
Institución:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Repositorio:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
OAI Identifier:oai:digital.csic.es:10261/282620
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10261/282620
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Cosmology
Cosmic microwave background
Inpainting
Image processing
Cosmología
Fondo cósmico de microondas
Rellenado
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spelling On the inpainting of incomplete CMB sky mapsEstudio sobre el inpainting de cielos incompletos del FCMÁlvarez Ortega, DiegoCosmologyCosmic microwave backgroundInpaintingImage processingCosmologíaFondo cósmico de microondasRellenadoProcesamiento de imágenesTrabajo fin de Máster defendido en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Cantabria, el 28 de septiembre de 2022- Curso 2021-2022- Máster Interuniversitario en Física de Partículas y del Cosmos (UIMP-UC-CSIC)[EN] The aim of this project is to develop a new inpainting technique for masked Cosmic Microwave Background (CMB) sky maps. Due to the presence of foreground emissions, the CMB is usually recovered by using component separation methods, which allow us to separate the CMB signal from this foreground contamination. However, there are some regions (e.g the galactic plane, point sources) in which the signal recovery is so poor that it needs to be masked. Inpainting techniques try to fill in this masked region with random signals that are statistically coherent with the rest of the observed sky. In order to do so, in this work we have proposed a novel inpainting that combines the large scale diffuse inpainting with the multiresolution approach of the HEALPix wavelet decomposition. This allows us to improve the range of angular scales at which the inpainting is effective, as well as to reduce computing times. For this study, we have characterized the optimal inpainting parameters of this new method and the diffuse inpainting it is based on. To test the efficacy of the technique, we have compared it with the diffuse inpainting at three levels, visual sky map reconstruction, angular power spectra recovery, and presence of correlations between different angular scales.[ES] El objetivo de este proyecto es desarrollar una nueva técnica de inpainting para mapas enmascarados del Fondo Cósmico de Microondas (FCM). Debido a la presencia de emisiones situadas entre el FCM y nosotros, los mapas del FCM suelen obtenerse mediante el uso de métodos de separación de componentes, que permiten separar la señal de la contaminación debida a dichas emisiones. Sin embargo, existen una serie de regiones (p. ej. el plano galáctico, fuentes puntuales) donde la recuperación de la señal del FCM es demasiado pobre y, por tanto, deben ser enmascaradas. Las técnicas de inpainting tratan de rellenar esta región enmascarada con señales aleatorias pero estadísticamente coherentes con el resto del cielo observado. Para ello, en este trabajo se ha propuesto un nuevo método de inpainting que trata de combinar el inpainting difusivo a grandes escalas con el enfoque multiresolución de la decomposición en ondículas de HEALPix. Esto nos permite ampliar el rango de escalas angulares a las que el inpainting es efectivo, así como reducir su coste computacional. Para este estudio, se han caracterizado los parámetros óptimos tanto de este inpainting con ondículas como del inpainting difusivo en el que se basa. Para testear la eficacia de este nuevo método se ha realizado una comparación con el inpainting difusivo a tres niveles: reconstrucción visual del mapa, recuperación del espectro angular de potencias y presencia de correlaciones entre distintas escalas.Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España)Universidad de CantabriaUniversidad Internacional Menéndez PelayoCSIC-UC - Instituto de Física de Cantabria (IFCA)Vielva, P.de la Hoz López-Collado, ElenaVielva, P. [0000-0003-0051-272X]de la Hoz López-Collado, Elena [0000-0002-5066-816X]Consejo Superior de Investigaciones Científicas [https://ror.org/02gfc7t72]202220222022info:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcchttp://hdl.handle.net/10261/282620reponame:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSICinstname:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)InglésSíinfo:eu-repo/semantics/openAccessoai:digital.csic.es:10261/2826202026-05-22T06:33:51Z
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