Generación de imágenes multi resolución para identificación de galaxias en tiempo real

Abstract

En el presente trabajo de memoria se presenta el desarrollo de una infraestructura digital la cual sea capaz de almacenar y entregar una elevada cantidad de imágenes multi resolución astronómicas en un corto lapso de tiempo. El proyecto chileno astronómico ALeRCE tiene la misión de procesar alertas de supernova provenientes del próximo observatorio Vera Rubin para lograr predecir la galaxia anfitriona asociada a cada alerta. Si bien ALeRCE creó el algoritmo DELIGHT el cual es capaz de identificar la galaxia anfitriona descargando imágenes astronómicas de resolución simple, el rendimiento de este mismo es ineficiente. En primer lugar, el algoritmo requiere de imágenes de resolución múltiple para realizar sus predicciones, las cuales son generadas a partir de la imagen de resolución simple. Además de lo anterior el algoritmo descarga tal imagen de resolución simple en un tiempo considerable. Frente tal problema nace la oportunidad de entregarle al algoritmo DELIGHT un servidor dedicado especialmente a la rápida entrega de imágenes multi resolución astronómicas. El proyecto ALeRCE desea lograr obtener 10 mil conjuntos de 5 imágenes de resolución múltiple en aproximadamente 40 segundos. Así, en primer lugar se analizaron los métodos utilizados por el algoritmo DELIGHT para descargar las imágenes astronómicas de resolución simple. Se demostró la necesidad de un servidor propio para la consulta eficiente de imágenes multi resolución, al evidenciar la incapacidad de los métodos presentes para obtener imágenes de resolución múltiple de forma rápida. Luego, se definió la estructura de datos a utilizar para el almacenamiento de imágenes astronómicas multi resolución. Se presentó el proceso de descarga de las imágenes que corresponden a las partes del cielo que se desea tener acceso junto con detallar la forma en la que estas fueron almacenadas utilizando el esquema de datos definido. Posteriormente, se mostraron los algoritmos necesarios para el procesamiento que requieren las imágenes multi resolución almacenadas para que estas mismas puedan ser entregadas al algoritmo DELIGHT. Una vez teniendo el servidor local creado con las imágenes almacenadas en formato multi resolución, se evaluaron los rendimientos otorgados por el algoritmo ideado en el trabajo de memoria. Se obtienen tiempos muy cercanos a los exigidos por el proyecto ALeRCE para la consulta de 10 mil conjuntos de 5 imágenes de resolución múltiple con las características que DELIGHT exige. En específico, ejecuciones en paralelo del algoritmo escrito en el trabajo de memoria si logran entregar la cantidad de conjuntos pedidos en el tiempo solicitado. Finalmente, se concluye sobre todo el trabajo realizado en la memoria. Se entrega el recuento de objetivos tanto generales como específicos, se comenta sobre las ventajas y desventajas de la solución obtenida, y se recomienda el trabajo futuro que debiese realizar el proyecto ALeRCE sobre los resultados de esta memoria para continuar con el trabajo expuesto.