تصحیح رادیومتریک تصاویر SAR

همانطور که گفته شد عامل اصلی که باعث کاهش کیفیت تصاویر رادار می‌شود نویز Speckle موجود در تصاویر رادار می‌باشد.رفع این مشکل نیاز به پردازشهای قابل انعطاف وپیشرفتهای دارد که هر یک میتواند در مراحل مختلف انجام گیرد.یکی از این روشها که معمولاُ در ایستگاهای گیرنده تصاویر راداری در زمان اخذ تصویر انجام می‌شود پردازش Multilooking می‌باشد، این روش می‌تواند تا اندازهای مقدار نویز speckle را کاهش دهد اما مشکل عمده این روش این است که باعث کاهش قابل ملاحظه‌ای در قدرت تفکیک مکانی می‌شود و بدلیل اینکه این پردازش قابل انجام توسط کاربران نیست در این مورد بیشتر بحث نمی‌شود.روش دیگر که معمولا بیشتر مورد اقبال کاربران است روش Filtering می‌باشد که در این قسمت مورد بررسی بیشتر قرار می گیرد.

استفاده از فیلترها جهت بهبود کیفیت رادیومتریک تصاویر SAR

فیلترهایی که معمولاُ در بهبود کیفیت رادیومتریک تصاویر SAR استفاده می‌شود بیشتر برای دوهدف به کار گرفته می‌شوند: کاهش نویز speckle و همچنین تشخیص لبه‌ها.

فیلترهای زیادی را برای کاهش نویز Speckle می‌توان بکار برد که معمولاُ در دو گروه طبقه بندی می‌شوند: :فیلترهای غیر تطبیقی مانند فیلترهای FFT و فیلترهای تطبیقی همانند فیلترهای Lee , Frost , Gamma MAP , … .

نوع دیگر فیلترها همانطور که گفته شد فیلترهای تشخیص لبه می‌باشد، فیلترهای تشخیص لبه نسبی و فیلتر Touzi جزء این فیلترها می‌باشد.

فیلترهای کاهش دهنده نویز Speckle

فیلتر های زیادی برای کاهش نویز Speckle ابداع شده است که هر کدام دارای مزایای ومعایبی است ، در این میان فیلتر های غیر تطبیقی مانند فیلتر FFT به دلیل اینکه پارامترهای فیلتر را برای کل تصویر در نظر می گیرد همچنین بدلیل در نظر نگرفتن ویژگیهای محلی تصویر و تصادفی و ضرب شونده بودن نویز Speckle مناسب نمی‌باشد.برخلاف فیلتر FFT فیلتر های تطبیقی کارایی زیادی در از بین بردن نویز Speckle دارند.

بررسی اثرات فیلترها در کاهش واز بین بردن اثرات Speckle بر روی تصاویر SAR

در این بخش فیلترهای معمول برای کاهش نویز Speckle مورد برسی قرار می گیرد این فیلترها عبارتند از: فیلترهای میانگین ، میانه، Lee , Frost , Lee-Sigma , Local Region , Gamma-MAP می‌باشد.

فیلتر عبارتست از پنجره‌ای که بر روی تصویر اصلی حرکت می کند و بر اساس خصوصیات پنجره تصویر واین پنجره محاسباتی را انجام داده و نتیجه را به پیکسل مرکزی پنجره فیلتر اختصاص می دهد.شکل … نحوه عمل یک فیلتر را نشان می دهد.

فرایند فیلترینگ

فیلتر میانگین: فیلتر میانگین ، فیلتری ساده می‌باشد که نویز speckle را حذف نمی‌کند بلکه آن را با میانگین گیری در خود داده ادغام می‌کند.بنابراین استفاده از این فیلتر جهت حذف نوی speckle توصیه نمی‌شود خصوصا زمانی که مقادیر پیکسلهای خروجی برای کاربر بسیار مهم باشد.

فیلتر میانه:این نوع فیلتر برای حذف نویزهای پالسی یا ناگهانی مناسب است اما قادر به از بین بردن نویزهای پله‌ای یا تدریجی مناسب نمی‌باشد.

فیلتر Lee-Sigma و Lee : این فیلترها از توزیع آماری مقادیر DN پیکسلهای داخل پنجره فیلتر برای تخمین مفدار پیکسل مرکزی پنجره فیلتر استفاده می‌کند.و برای نویز تصویر توزیع گاوسین در نظر می گیرند.

فیلتر Local region: فیلتر Local region پنجره متحرک را به هشت ناحیه (شمال، جنوب،شرق، غرب، شمال شرق،شمال غرب،جنوب غرب و جنوب شرق) تقسیم می‌کند، سپس برای هر ناحیه واریانس محاسبه می‌شود.واریانس نواحی با هم مقایسه شده و میانگین ناحیهای که کمترین واریانس را دارد به عنوان مقدار خروجی در نظر گرفته می‌شود.

فیلتر Gamma-MAP : فیلتر Maximum A Posteriori(MAP) بر اساس مدل نویز ضربی می‌باشد.این فیلتر مدل توزیع گاما را برای نویز در نظر می گیرد.

فیلتر Frost : فیلتر Frost جمع وزندار مقادیر پیکسلی داخل پنجره nxn فیلتر را به عنوان مقدار خروجی در نظر می‌گیرد، بطوریکه فاکتور وزن با افزایش فاصله از پیکسل مرکزی، کاهش می یابد.

تصحیح هندسی نصاویر SAR

وجوداعوجاجات هندسی مانند Foreshortening ,Layover ,Shadow به علت هندسه خاص تصویر برداری رادار ، نشان دهنده تفاوتهای آشکار این نوع تصاویر با تصاویر اپتیکی می‌باشد.

مفهوم Shadow و Layover ،Foreshortening درتصاویر SAR

Foreshortening در یک تصویررادار زمانی اتفاق می افتد که زاویه برخورد محلی کوچکتر از زاویه پرتو افکنی و بزرگتر از صفر باشد. این نوع از اعوجاج در تصاویر رادار باعث کوتاه شدن فاصله واقعی سطح مقابل به سنجنده شیبدار درتصویر می‌شود، همچنین در نتیجه Foreshortening سطح شیب دار مقابل سنجنده در تصویر روشن تر ظاهر خواهد شد.

Layover برای زاویه برخوردهای کوچکتر یا برای مناطقی با شیب تنداتفاق می افتد، موجی که از قله به سمت سنجنده بر می‌گردد زودتر از موج برگشتی پای کوه (تپه) به سنجنده می‌رسد،این مورد زمانی اتفاق می افتد که زاویه برخورد محلی بزرگتر از زاویه برخورد باشد ، در یک تصویر رادار نتیجه این اعوجاج جابجایی موقعیت قله و پای عارضه ارتفاعی نسبت به سنجنده خواهد بود.

سایه یا Shadow در یک تصویر رادار به مناطقی اطلاق می‌شود که سیگنال رادار به آنها نرسیده باشد ، سایه‌ها با بودن ارتفاعاتی بوجود می آید که مانع از رسیدن سیگنال رادار به عوارض پشت آنها می‌شود.سایه‌ها در تصاویر رادار کاملا تیره خواهند بود.

الف

ب

ج

مطالب مرتبط:

سنجش از دور راداری – پردازش تصاویر رادار تصاویر رادار در سنجش از دور راداری – ۱ سنجش از دور راداری – ۱