بهبود روش هاي مبتني بر فيلتر فضايي براي كاهش نويز اسپكل در رادارهاي روزنه مصنوعي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

در سنجش از راه دور مي‌توان اطلاعات مورد نياز از پديده مورد نظر را بدون تماس مستقيم با آن به دست آورد. در روش‌هاي سنجش از راه دور مي‌توان از بخش‌هاي مختلف طيف الكترومغناطيس استفاده كرد. رادارهاي روزنه مصنوعي(SAR) از امواج الكترومغناطيس براي تصويربرداري استفاده مي‌‌كنند. اين رادارها مزاياي زيادي همچون امكان تصويربرداري در روز و شب و امكان استفاده در شرايط مختلف آب و هوايي را دارند. سيگنال دريافتي در SAR به صورت دوبعدي بوده و به آن داده خام گفته مي‌شود. براي استخراج تصوير از داده خام بايد بر روي آن پردازش خاصي انجام شود كه به آن الگوريتم‌هاي تشكيل تصوير مي‌گويند. در تصوير نهايي به دليل پردازش همدوس در SAR، يك نويز وجود دارد كه به آن اسپكل مي‌گويند. اسپكل بر اثر قدرت تفكيك پايين و توزيع تصادفي پراكنده‌سازهاي گوناگون در هر سلول تفكيك زميني به وجود مي‌آيد. اسپكل يك نويز ذاتي در SAR است و به صورت ضرب‌شونده مدل مي‌شود. كاهش اسپكل به عنوان يك پيش پردازش در اغلب كاربردهاي SAR مطرح است. اولين روش كاهش اسپكل استفاده از پردازش چندمنظري است. اين روش قبل از تشكيل تصوير در SAR بايد اعمال شود. در اين روش از تصاوير مستقل از يك منظره به صورت ناهمدوس ميانگين‌گيري مي‌شود. روش‌هاي مختلفي به منظور كاهش اسپكل پس از تشكيل تصوير در SAR ارائه شده‌است. در اين پايان‌نامه اين روش‌ها به سه دسته تقسيم شده‌اند. الف) روش‌هاي مبتني بر حوزه فضايي ب) روش‌هاي مبتني بر حوزه تبديلات ج) روش‌هاي مبتني بر تكنيك‌هاي جديد پردازشي. در ادامه مشهورترين روش‌هاي كاهش اسپكل مبتني بر حوزه فضايي معرفي شده‌ است. يكي از معايب روش‌هاي كاهش اسپكل مبتني بر حوزه فضايي، عدم حفظ مناسب لبه‌هاي تصوير فيلترشده مي‌باشد. حفظ لبه‌هاي تصوير براي پردازش‌هاي بعد از كاهش اسپكل همچون طبقه‌بندي تصاوير لازم است. فيلتر ADFF به منظور افزودن امكان تشخيص لبه به فيلتر Frost كه يكي از معروف‌ترين فيلترهاي كاهش اسپكل است؛ معرفي شده است. براي بهبود عملكرد اين فيلتر، سه روش پيشنهادي ADEFF، CED-EFF و NRED-EFF ارائه شده‌است. با اعمال فيلتر ADFF و روش‌هاي پيشنهادي بر روي يك تصوير داراي نويز اسپكل شبيه‌سازي شده و يك تصوير SAR واقعي از ماهواره Sentinel-1 مشخص مي‌شود كه هر كدام از روش‌هاي پيشنهادي داراي مزايايي نسبت به فيلتر ADFF مي‌باشند.

215134

مخابرات

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدرضا تابان، بهزاد نظري

محمود مدرس هاشمي