Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 2. С. 28-41
Подбор опорного спектра в методе перенормировки с ограничением для уменьшения спекл-шума на изображении, полученном радаром ALOS-1
1 Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Московская обл., Россия
Одобрена к печати: 10.02.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-2-28-41
Рассматривается применение метода перенормировки с ограничением (МПО) к изображениям, полученным с помощью одной из радиолокационных систем с синтезированием апертуры антенны (РСА). Делается это с целью борьбы со спекл-шумом. Возможность существенного снижения уровня спекл-шума появляется вследствие того, что МПО перенормирует спектр исходного изображения к модели опорного спектра, которая является моделью спектра оптического изображения «хорошего» качества. В связи с особенностями методики сбора данных радаром ALOS-1 (англ. Advanced Land Observing Satellite) исследуемое изображение сильно растянуто по одной из координат и сжато по другой. Показано, что эти трансформации приводят к изменениям пространственного спектра, который должен быть использован как опорный в процедуре МПО, поэтому применение классической модели универсального опорного спектра в МПО приводит к неудовлетворительным результатам. Последовательно демонстрируется методика подбора опорного спектра. Установлено, что правильный выбор исходных данных существенным образом влияет на конечный результат. За опорное принимается оптическое аэрокосмическое изображение без искажений (без растяжения и сжатия по осям). Чтобы процедура перенормировки привела к корректным результатам необходимо указанные выше искажения произвести над опорным изображением. То есть изображение хорошего качества для данной конкретной задачи — это опорное оптическое изображение, растянутое и сжатое по осям точно таким образом, как РСА-изображение, построенное по данным радара ALOS-1. Протестировано применение МПО в комбинации с медианной фильтрацией. Показано, что совместное использование МПО с отличным по идеологии методом даёт выигрыш в конечном результате, поскольку возможные потери полезной информации одного из методов будут компенсированы его дублёром.
Ключевые слова: цифровые изображения, дистанционное зондирование, обработка изображений, спекл-шум, опорный спектр, метод перенормировки с ограничением
Полный текстСписок литературы:
- Гуляев Ю. В., Зражевский А. Ю., Кокошкин А. В., Коротков В. А., Черепенин В. А. Коррекция пространственного спектра, искаженного оптической системой, с помощью метода опорного изображения. Часть 3. Универсальный опорный спектр // Журн. радиоэлектроники. 2013. № 12. 16 с. http://jre.cplire.ru/jre/dec13/3/text.html.
- Илюшин С. В. Подавление спекла на медицинских ультразвуковых изображениях при помощи фрактального кодирования // T-Comm. 2011. № 3. С. 22–26.
- Кокошкин А. В. Применение метода перенормировки с ограничением к обработке медицинских ультразвуковых изображений // Журн. радиоэлектроники. 2020. № 10. 12 с. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.10.1.
- Кокошкин А. В. Применение метода перенормировки с ограничением к изображениям дистанционного зондирования, полученным с помощью радиолокаторов с синтезированной апертурой // Журн. радиоэлектроники. 2021. № 3. 12 с. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.3.4.
- Кокошкин А. В. Особенности применения метода перенормировки с ограничением к изображениям со спекл-шумом // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 12. С. 1167–1178. DOI: 10.31857/S0033849422120075.
- Кокошкин А. В., Коротков В. А., Коротков К. В., Новичихин Е. П. Использование метода перенормировки с ограничением для восстановления искаженных изображений при наличии помех и шума с неизвестными параметрами // Журн. радиоэлектроники. 2015. № 7. 11 с. http://jre.cplire.ru/jre/jul15/4/text.html.
- Кокошкин А. В., Новичихин Е. П., Смольянинов И. В. Применение методов спектральной и пространственной обработки к изображениям, полученным с помощью гидролокатора // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2021. Т. 13. № 3. С. 377–382. DOI: 10.17725/rensit.2021.13.377.
- Разманов В. М., Кривцов А. П., Долотов С. А. Особенности измерений рельефа морского дна интерферометрическим гидролокатором бокового обзора // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. № 1. С. 58–64.
- Achim A., Bezerianos A., Tsakalides P. Novel Bayesian multiscale method for speckle removal in medical ultrasound images // IEEE Trans. Medical Imaging. 2001. V. 20. Iss. 8. P. 772–783. DOI: 10.1109/42.938245.
- Isar A., Firoiu I., Nafornita C., Moga S. SONAR images denoising // Sonar Systems / ed. Kolev N. Z. 2011. DOI: 10.5772/19190.
- Ghazel M., Freeman G. H., Vrscay E. R. Fractal image denoising // IEEE Trans. Image Processing. 2003. No. 12. P. 1560–1578.
- Gonzalez R. C., Woods R. E. Digital image processing. 3rd ed. Pearson Prentice Hall, NJ, 2008. 976 p.