CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2 Các thông số thể hiện chất lượng ảnh viễn thám quang học
1.2.2 Thông số liên quan đến yếu tố bức xạ
a. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR)
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ảnh viễn thám quang học; và đây là thông số đặc trưng cho nhiễu bức xạ. Nhiễu ảnh định lượng bức xạ khác nhau tại một mức độ bức xạ cho trước nào đó đối với một khu vực đồng nhất.
Tùy theo bộ cảm biến của hệ thống chụp ảnh là dạng mảng hay ma trận mà chịu các ảnh hưởng nhiễu khác nhau. Nếu bộ cảm biến là dạng mảng thì các nguồn nhiễu của ảnh đến từ hai nguồn tách biệt đó là nhiễu thiết bị chụp và nhiễu do chuẩn hóa. Nếu bộ cảm biến là ma trận thì mỗi cảm biến phải chịu nhiễu từ bản thân nó; do có một vài bước chuẩn hóa để cân bằng tín hiệu giữa các cảm biến nên độ nhiễu được giả định giống như nhiễu chuẩn hóa [18].
b. Tín hiệu tối (DS)
Tín hiệu tối là độ chuyển dịch bức xạ cố định được đo đạc khi khơng có bức xạ vào đầu thu. Giá trị trung bình của tín hiệu tối phải được đánh giá trên từng kênh phổ và đối với từng điểm ảnh để hiệu chỉnh ảnh thô cho giá trị này [33,67]. Công tác đánh giá
thường được thực hiện nhằm phục vụ cho việc hiệu chỉnh này thực hiện đầu tiên trên dữ liệu thu được. Tín hiệu tối này thường bao gồm cả giá trị nhiễu.
c. Hồi đáp bức xạ không đồng đều của điểm ảnh (PRNU)
Khả năng đáp ứng bức xạ không đồng nhất của từng điểm ảnh bao gồm sự khác nhau giữa chính các cảm biến trên bộ cảm khi đáp ứng tín hiệu, khơng những vậy cịn do sự phân bố các điện tử và quang tử trên bề mặt cảm biến khi có tín hiệu[109,33].
Tương tự như giá trị DS, PRNU cũng được đánh giá và sử dụng để hiệu chỉnh dữ liệu ảnh trước khi sản xuất; quá trình này cịn được gọi là q trình cân bằng, và bao gồm việc đánh giá khả năng đáp ứng giữa các cảm biến, cũng như đáp ứng trung bình trong tồn bộ trường nhìn của vệ tinh.
d. Dải động bức xạ
Dải động bức xạ hay dải động là một dải biên độ thể hiện mức độ chênh lệch giữa vùng sáng nhất và vùng tối nhất của cảnh mà máy ảnh ghi nhận được, nó thể hiện độ bão hịa của ảnh [51,67]. Khi thiết bị chụp ảnh bị lão hóa, có thể khơng thu được tín hiệu của vùng sáng nhất hoặc tối nhất, lúc này ảnh đã đạt đến ngưỡng bão hịa, khơng phân biêt được các tín hiệu có giá trị. Do vậy đây cũng là một yếu tố trong việc đánh giá thiết bị chụp ảnh thông qua dữ liệu ảnh.
Mặc dù có nhiều thơng số chỉ tiêu chất lượng, nhưng ảnh hưởng của chúng đến chất lượng ảnh được đưa vào phục vụ người dùng là khác nhau. Mặt khác, một số thơng số rất khó khăn trong việc đánh giá. Vì vậy cần xác định rõ những thơng số nào có ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng ảnh và có thể đánh giá được một cách chủ động.
Trong điều kiện thực tế hiện nay của Việt Nam, không phải thông số nào nêu trên cũng có khả năng đánh giá được hoặc một số thông số không nhất thiết phải đánh giá. Các thơng số đó gồm:
- Độ méo ảnh: để đánh giá được thơng số này cần phải có mơ hình thiết kế mơ phỏng hệ thống quang học như trên vệ tinh mới có thể đánh giá được. Trong điều kiện hiện nay, những mơ hình như trên là chưa có và rất khó để xây dựng. Do vậy thơng số này trong nghiên cứu sẽ khơng xét đến.
- Khoảng cách lấy mẫu góc: Tương tự như đối với độ méo ảnh, để đánh giá thơng số Khoảng cách lấy mẫu góc cũng cần phải có mơ hình thiết kế mơ phỏng hệ thống. Do vậy trong nghiên cứu cũng không đề cập đến thông số này.
- Chất lượng định hướng: đối với thông số này, để đánh giá được địi hỏi phải có khung cơ học và khung mẫu thử thiết bị mơ phỏng tính tốn độ chính xác khi hoạt động. Đối với Việt Nam hiện nay, thiết bị này chưa có nên khơng thể tiến hành đánh giá được.
- Độ rộng dải chụp: về mặt kỹ thuật, độ rộng giải chụp hồn tồn có thể đánh giá được, tuy nhiên về mặt kinh tế rất tốn kém. Mặt khác đối với ảnh vệ tinh, thông số này không phải là một yếu tố quá quan trọng và ảnh hưởng quá nhiều đến chất lượng ảnh.
- Dải động bức xạ: thơng số này có thể đánh giá được bằng việc sử dụng những mục tiêu có độ trắng tuyệt đối, tuy nhiên tại Việt Nam hiện nay chưa có điều kiện để đánh giá thông số này.
- Khoảng cách lấy mẫu mặt đất: Đây là thông số thường được xem tương đương với độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám quang học, và cơng tác hiệu chỉnh hình học sẽ đảm bảo thơng số này đáp ứng yêu cầu thiết kế của hệ thống thu nhận ảnh. Do đó, trong nghiên cứu sẽ không xét đến thông số này.
Sau khi đưa bãi kiểm định nhân tạo tại thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk, vào sử dụng từ năm 2017, Việt Nam hồn tồn có thể chủ động đánh giá được thông số SNR, MTF. Kết hợp với những bãi kiểm định tự nhiên được công nhận và sử dụng trên thế giới như các khu vực Đại Tây Dương, Thái Bình Dương,... các sa mạc tại Lybia, Angeria, Ả-rập,... thơng số DS và PRNU cũng hồn tồn thực hiện đánh giá được.