a- Truyền một xung Radar chỉ trường sóng tại khoảng thời gian từ 1-17, b Kết quả tia phản hồ
2.9.4. Lọc nhiễu pha
Trước khi thực hiện mở pha, chúng ta cần phải tăng cường chất lượng giao thoa làm cho dữ liệu trở nên tốt hơn. Trước hết chúng ta cần phải là giảm nhiễu trên ảnh giao thoa. Nhiễu này gây ra do bị ảnh hưởng bởi nhiễu đốm của ảnh SAR. Việc giảm nhiễu được thực hiện thông qua một phép lọc, và phép lọc này tương tự như phép lọc trung bình, ngoại trừ nó được dùng cho hàm phức thay vì chỉ là trên biên độ.
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp lọc nhiễu pha đã được đưa ra. Một trong các phương pháp lọc nhiễu được sử dụng phổ biến nhất thuộc nhóm này là phương pháp lọc nhiễu Goldstein [137].
Phƣơng pháp ọ nhiễu o t in
Goldstein là phương pháp lọc nhiễu pha thực hiện trên miền tần số, được xem như phép lọc thông thấp (low-pass filter), làm trơn mượt giá trị cường độ (intensity) của các mẫu được chuyển đổi Fourier trong các phân mảnh được chồng phủ của pha giao thoa (interferogram patches). Goldstein chia ảnh giao thoa thành các phân mảnh nhỏ hình chữ nhật và giữa các mảnh có sự chồng phủ lên nhau. Sự chồng phủ này nhằm đảm bảo tính liên tục của kết quả lọc ở các vị trí giáp ranh giữa các đối tượng. p dụng phép biến đổi Fast Fourier hai chiều (FFT) cho các phân mảnh này. Sử dụng hàm lọc thông thấp (low-pass filter) làm trơn mượt giá trị cường độ của kết quả biến đổi Fourier các phân mảnh. Phép lọc Goldstein được biểu diễn bằng phương trình sau [108]:
fx fy SZfx fy Zfx fy
H , , . , (2.26)
trong đó: Hfx,fy là giá trị pha giao thoa sau lọc; fx và fy lần lượt là thành
phần tần số theo hướng tầm và phương vị; α là tham số lọc ; Zfx,fy là kết quả biến đổi Fourier của mỗi mảnh; S là phép lọc thơng thấp.
Tham số lọc α có giá trị trong khoảng [0,1] thể hiện mức độ lọc của phép lọc. Với α = 0, phép lọc khơng có tác dụng, phép lọc càng mạnh khi α tăng. Giá trị α càng lớn dẫn đến lượng thông tin mất đi càng nhiều. Ngược lại, nếu α càng nhỏ thì khả năng lọc càng kém. Việc lựa chọn giá trị α là việc khó khăn nhất của phương pháp này. Thơng thường để đảm bảo tính cân bằng giữa lọc nhiễu và bảo tồn thơng tin pha, thì giá trị α = 0.5.
u điểm của phương pháp này là khả năng loại nhiễu cao với tốc độ tính tốn nhanh [101] tuy nhiên nhược điểm là làm mất tính chất liên tục của pha trong các vùng có vân giao thoa dày đặc [37].
Phƣơng pháp ọ nhiễu o t in ục bộ
Phương pháp được Baran đề xuất với tham số lọc được xác định dựa vào giá trị tương quan (coherence) tại mỗi vị trí được lọc nhiễu [18]. Dựa vào mối quan hệ nghịch biến giữa giá trị tương quan và độ lệch chuẩn của pha, tham số lọc nhiễu α được xác định tương ứng với giá trị tương quan trung bình. Cơng thức tính tham số lọc:
r
1
(2.27) Trong đó r là giá trị tương quan trung bình.
Lúc này cơng thức lọc nhiễu được biểu diễn như sau:
x yr r y x y x f S Z f f Z f f f H , , 1 . , (2.28) 24. trị tƣơng quan [18]
Như vậy, phương pháp lọc Goldstein là phương pháp lọc nhiễu pha thực hiện trên miền tần số. u điểm của phương pháp này là khả năng loại nhiễu cao với tốc độ tính tốn nhanh [101]. Tuy nhiên, nhược điểm là làm mất tính chất liên tục của pha trong các vùng có vân giao thoa dày đặc [37].
Phương pháp lọc nhiễu Goldstein cục bộ đã đưa ra cách tính hệ số lọc α dựa trên giá trị gắn kết trung bình, thực tế vẫn chưa phải tối ưu do dữ liệu SAR thu được từ bề mặt phi tuyến và khơng cố định. Tính chất phức tạp trên ảnh SAR dẫn tới cách tính hệ số lọc α dựa vào giá trị gắn kết trung bình của phân mảnh là khơng chính xác. Để khắc phục nhược điểm này, cần có giải pháp kỹ thuật lọc pha tối ưu nhất có khả năng giảm tối đa phần pha dư (phase residues), thể hiện vùng pha bị lỗi, trong khi đó vẫn bảo tồn được các vân giao thoa (fringes). Phương pháp lọc nhiễu pha mới sẽ được đề xuất trong chương 3.