Đặc điểm nhiễu hạt tiêu trên ảnh SAR

Một phần của tài liệu Đồ án nghiên cứu phương pháp lọc nhiễu dữ liệu ảnh SAR trong phân tích vết dầu trên biển (Trang 43 - 45)

Một khu vực chụp ảnh radar, ngay cả khi các đặc tính vật lý tán xạ phản hồi là không đổi (một khu vực "đồng nhất") vẫn tồn tại ảnh hưởng trên tất cả các điểm ảnh. Giá trị không phải là một hằng số mà là giá trị biến đổi, đặc biệt đối với ảnh có số lượng look nhỏ. Giá trị pixel biến thiên tăng với giá trị phản xạ radar trung bình. Do kết quả năng lượng tán xạ như vậy nên hình ảnh radar xuất hiện các hạt. Hiện tượng này được gọi là nhiễu đốm. Nếu chỉ xét trong một ảnh thì nhiễu đốm làm khó khăn khi giải quyết một số vấn đề như: phát hiện các đối tượng là nhỏ hoặc độ tương phản thấp so với môi trường của xung quanh, hoặc phát hiện ranh giới, hoặc phân biệt các bề mặt, đặc biệt trong kỹ thuật tự động giải đoán hình ảnh. Vì vậy, để sử dụng một radar hình ảnh thì cần giảm sự biến động của giá trị điểm ảnh trước hoặc áp dụng phương pháp xử lý phù hợp với đặc điểm cho thông tin muốn trích xuất. Phương pháp làm giảm nhiễu đốm thường được gọi là phương pháp "lọc". Về bản chất nhiễu đốm không thực sự là tiếng ồn nhưng có chứa thông tin về các bộ cảm biến và bề mặt quan sát.

Hình 3.26. Đặc điểm nhiễu trên ảnh SAR

Các bộ lọc là các ứng dụng của phương pháp xử lý hình ảnh. Các bộ lọc được đề xuất ban đầu được thiết kế cho hình ảnh có thông tin rời rạc, không có những thay đổi lớn. Tuy nhiên, các bộ lọc có những hạn chế và mang lại kết quả không tối ưu khi triết xuất các thông tin cụ thể.

Để nâng cao khả năng lọc nhiễu trong việc triết xuất các thông tin cụ thể, người ta đã đưa ra cách tiếp cận thứ hai. Cách tiếp cận thứ hai ở đây là lọc như một chuỗi các quyết định và không rõ ước tính thông số bề mặt. Các khái niệm không những có thể giúp phát triển một số công cụ hiệu quả mà có thể sử dụng tốt trong các giai đoạn thích hợp chứ không phải là bước tiền xử lý. Trong cả hai trường hợp, chúng tôi sẽ phải xác định các thông số bề mặt được sử dụng và xác định ảnh hưởng của các nhiễu đốm trên bề mặt ảnh và do đó tối ưu kết quả đánh giá. Mô hình nhiễu đốm trong lĩnh vực này là rất quan trọng. Ngoài ra, mô hình tiên tiến làm cho nó có thể mô phỏng một số hình ảnh thực tế trên SAR trong đó xử lý hình ảnh và các thuật toán phân tích có thể thực hiện được. Như vậy, mô hình có thể được dựa trên mô hình vật lý của sự tương tác giữa một bán đơn sắc sóng điện từ và một môi trường ngẫu nhiên.

Ngoài ra, có nhiều sách và bài báo dành cho mô hình vật lý được sử dụng để tính toán "tán xạ phản hồi trung bình dựa trên đặc tính của bề mặt. Sau đó nhiễu đốm được xem như một biến động quan sát trong mối liên hệ giữa các đặc

tính trung bình và những biến động được xây dựng dựa trên mô hình thống kê. Do đó, việc đưa ra mô hình thống kê đầy đủ sẽ dễ dàng hơn, phù hợp hơn với tín hiệu và các phương pháp xử lý hình ảnh. Kết quả tán xạ tín hiệu cho một tập hợp điểm, trong đó mô hình nhiễu đốm là sự giao thoa giữa các sóng tán xạ phản hồi. Các yếu tố phân tán được lan truyền một cách ngẫu nhiên trên bề mặt (hoặc tán xạ khối trong trường hợp của thực vật, tuyết và đất rất khô) xác định bởi xung tương ứng của bộ cảm biến (hoặc thẩm thấu sóng trong trường hợp tán xạ khối). Hiện tượng vật lý này, hoàn toàn xác định tại quy mô các pixel, trở thành ngẫu nhiên thể hiện bằng độ thô của bề mặt quan sát. Theo thống kê thì mô hình có thể được mô tả như "ngẫu nhiên rời rạc" trong mặt phẳng {xy}. Điều kiện nhất định được chứng minh bằng thực nghiệm, quá trình ngẫu nhiên này là kết quả tuân theo luật phân bố chuẩn Gaussian trên các bề mặt đồng nhất.

Đầu tiên chúng ta mô tả và mô hình nhiễu đốm Gaussian trong trường hợp một chiều và đa chiều. Điều này sẽ cho phép chúng ta mô tả thống kê một số biến (ví dụ, phản xạ radar, độ dài, sự khác biệt về pha, phân cực hoặc tỷ số kênh, hiệp phương sai phân cực hoặc ma trận Stokes, vv) được sử dụng trong công việc này. Mở rộng mô hình các bề mặt không đồng nhất, nơi mà các nhiễu đốm không tuân theo luật phân bố chuẩn Gaussian. Đối với số lượng N thấp của tán xạ, nhiễu đốm không phát triển và tương ứng với N =1. Đây là loại dữ liệu cung cấp chung nhất, đầy đủ và thông tin vật lý phong phú cho bất kỳ kênh phổ được đưa ra trong cấu hình đơn sắc (monostatic).

Một phần của tài liệu Đồ án nghiên cứu phương pháp lọc nhiễu dữ liệu ảnh SAR trong phân tích vết dầu trên biển (Trang 43 - 45)

Tải bản đầy đủ (DOC)

(64 trang)
w