CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
3.4 Quy trình đánh giá chất lƣợng theo nhu cầu sử dụng
Mặc dù đảm bảo chất lƣợng theo thiết kế của hệ thống, tuy nhiên chất lƣợng ảnh có thể vẫn chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu của ngƣời sử dụng. Căn cứ nhu cầu sử dụng và thông số kỹ thuật của dữ liệu ảnh, đề xuất các mức chất lƣợng tƣơng ứng với giá trị MTF.
Hầu hết các hệ thống vệ tinh thực hiện đánh giá chất lƣợng ảnh thông qua các giá trị SNR, MTF mới chỉ dừng lại ở mức so sánh với thiết kế ban đầu mà chƣa đề xuất mức chất lƣợng trên cơ sở nhu cầu của ngƣời dùng.
Quy trình đánh giá chất lƣợng theo nhu cầu sử dụng là một phần mới đƣợc đề xuất trong quy trình đánh giá chất lƣợng ảnh và đƣợc mơ tả trong hình 2.36 dƣới đây, trong đó bao gồm các bƣớc sau:
a. Dữ liệu ảnh cấp cho người dùng
Dữ liệu ảnh VNREDSat-1 có độ phân giải khơng gian tối đa là 2,5m đối với kênh tồn sắc và có khả năng tăng cƣờng chất lƣợng ảnh bằng cách trộn dữ liệu toàn sắc và dữ liệu đa phổ(độ phân giải không gian 10m) đểthu đƣợc dữ liệu ảnh có độ phân giải không gian cao (2,5m) và mang thêm thông tin về đối tƣợng đƣợc chụp ảnh.
b. Đánh giá phù hợp
Xuất phát từ nhu cầu thực tế sử dụng dữ liệu VNREDSat-1 trong việc thành lập, hiện chỉnh, xây dựng bản đồ chuyên đề,… ở các tỉ lệ 1:25.000, 1:50.000, đề xuất các mức đánh giá chất lƣợng dựa trên thông số MTF tƣơng ứng nhƣ sau:
Giá trị MTF trong khoảng < 0,15: mức xấu, không nên sử dụng
Giá trị MTF trong khoảng 0,15-0,2: mức trung bình, nên sử dụng cho tỉ lệ 1:50.000 và nhỏ hơn
Giá trị MTF > 0,2: mức tốt, có thể sử dụng cho tỉ lệ 1:25.000 và nhỏ hơn
c. Tăng cường chất lượng MTF của ảnh
Trong trƣờng hợp dữ liệu ảnh có giá trị MTF thấp hơn yêu câu, ví dụ giá trị MTF là 0,15 trong khi yêu cầu sử dụng là tỉ lệ 1:25.000 thì cần thực hiện cơng tác tăng cƣờng chất lƣợng ảnh, để đảm bảo chất lƣợng dữ liệu đáp ứng yêu cầu.
Bản chất của quá trình tạo ảnh hình học qua các hệ thống quang học là nhân chập hàm lan truyền điểm ảnh, và giá trị MTF là giá trị tuyệt đối của biến đổi Fourier của hàm làn truyền điểm PSF, nên để tăng cƣờng chất lƣợng ảnh có thể sử dụng phƣơng pháp nhân chập ngƣợc.
PSF của một hệ thống quang học có thể đƣợc mô tả bởi một hàm PSF(u,v,x,y). Hàm này sẽ chuyển một mảng đầu vào g(u,v) trong không gian vật thành mảng đầu ra R(x,y) trong không gian ảnh [49]
Với đa phần các hệ thống quang học, hàm PSF có để đƣợc xấp xỉ gần đúng bởi hàm Gaussian đối xứng trịn [1]
Trong đó x và y là toạ độ của điểm ảnh trong không gian ảnh ngang và dọc theo đƣờng bay, u và v là toạ độ của vật đƣợc chụp trong không gian vật tƣơng ứng. Thông số
đƣợc xác định bởi kích thƣớc điểm ảnh. Hồi đáp chuẩn hóa
Hình 3.13. Lan truyền cường độ bức xạ tại một điểm ảnh
Trên hình 3.13 cho thấy, cƣờng độ bức xạ tại một điểm ảnh thu nhận bởi hệ quang học chụp ảnh là một hàm chồng chập của nhiều điểm ảnh lân cận. Các điểm ảnh càng xa điểm ảnh đƣợc xét càng có ít ảnh hƣởng lên điểm ảnh này. Một điểm ảnh thu đƣợc một tín hiệu hồn hảo khi tín hiệu của điểm ảnh này chỉ do bức xạ chiếu đến đúng vật mà nó chụp sinh ra.
Do một hệ thống chụp ảnh bao gồm cả hệ thống quang học và đầu thu là một hệ thống rời rạc, với phần tử thu nhận ảnh nhỏ nhất là một điểm ảnh, phƣơng trình PSF ở trên có thể đƣợc viết lại dƣới dạng rời rạc. Theo hình trên, khi tính tốn mức bức xạ thu nhận đƣợc tại một điểm ảnh, chỉ xét mức bức xạ tại điểm ảnh đó và một vài đóng góp bức xạ từ các điểm ảnh lân cận. Gọi là đáp ứng tích phân của đầu thu đối với bức xạ từ điểm ảnh đang xét và các điểm ảnh lân cận. đƣợc chuẩn hoá bởi đáp ứng trung bình. PSF rời rạc trong khơng gian hai chiều có thể đƣợc viết lại thành [56]
Biểu diễn PSF dƣới dạng rời rạc trong không gian hai chiều dƣới dạng nhƣ trên, viết lại ma trận 3x3 trong phƣơng trình trên trở thành {PSFi,j()}, i,j = 1,2,3, mối quan hệ giữa mức bức xạ thu nhận đƣợc tại một điểm ảnh sau khi đã có ảnh hƣởng từ PSF tại mỗi điểm ảnh (p,l) (ngoại trừ các điểm ảnh tại rìa ảnh) là [94]
với p = 2,....,M-1 và l = 2,...,N-1, trong đó M và N lần lƣợt là số lƣợng điểm ảnh trên một hàng ảnh và số lƣợng hàng ảnh trên một cảnh ảnh.
Đối với ảnh viễn thám quang học, do ảnh đƣợc chụp từ khoảng cách rất xa, giới hạn phân biệt của một thiết bị quang học đƣợc tính nhƣ sau:
fcutoff = D/F (3.9)
Theo đó, đóng góp của một điểm ảnh thứ i vào điểm ảnh thứ j trong không gian ảnh (x,y) đƣợc tính bởi:
Do mẫu vật đƣợc chụp g(u,v) có thể có độ phân giải khơng gian nằm trong hoặc nằm ngồi giới hạn phân biệt của hệ thống thu nhận ảnh, phƣơng trình trên đƣợc xấp xỉ theo công thức nhân chập ngƣợc trong phƣơng trình 2.36 nhƣ sau:
Đối với một cảnh ảnh vệ tinh, mỗi hàng ảnh có thể chứa đến hàng ngàn điểm ảnh, một cảnh ảnh có thể chứa đến hàng chục ngàn hàng ảnh, số lƣợng phép tính phải tính theo phƣơng trình trên là rất lớn.
Tiêu chí
sử dụng Đánh giá phù hợp Không đạt lượng MTF của ảnhTăng cường chất
Đạt
Dữ liệu ảnh cấp cho người dùng
Dữ liệu ảnh thỏa mãn yêu cầu
Hình 3.14. Quy trình đánh giá chất lượng theo nhu cầu sử dụng d. Dữ liệu ảnh thoả mãn yêu cầu
Đây là dữ liệu ảnh đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của hệ thống chụp ảnh cũng nhƣ các tiêu chí của ngƣời dùng.