基于各向異性全變分的遙感圖像斜條帶噪聲去除算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-24 16:26
遙感技術(shù)是從遙遠(yuǎn)的地方獲取目標(biāo)物信息的技術(shù),通過(guò)這種技術(shù)得到的圖像稱(chēng)為遙感圖像。遙感圖像應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,比如國(guó)防軍事,地質(zhì)勘察,氣候和氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。遙感圖像在獲取、傳送和保存等過(guò)程中都會(huì)受到很多因素的影響,造成遙感圖像被各種噪聲污染,這些噪聲污染中常見(jiàn)的是條帶噪聲。條帶噪聲會(huì)造成遙感圖像數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和圖像視覺(jué)質(zhì)量嚴(yán)重下降,給遙感圖像的后續(xù)處理造成很多麻煩。所以,解析和處理遙感圖像之前,應(yīng)該首先對(duì)條帶噪聲進(jìn)行去除,F(xiàn)有對(duì)遙感圖像條帶噪聲進(jìn)行去除的方法基本可以分為以下幾種:基于統(tǒng)計(jì)的方法,基于濾波的方法和基于模型優(yōu)化的方法,最近幾年,也有人提出用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)遙感圖像條帶噪聲進(jìn)行去除。但是這些常見(jiàn)的方法大都是用于去除水平和垂直條帶噪聲,很少針對(duì)遙感圖像中存在的斜條帶噪聲。傳感器獲取的條帶噪聲在原始遙感圖像中都是水平或垂直的,但是在產(chǎn)生高級(jí)別遙感產(chǎn)品的過(guò)程中,會(huì)因?yàn)閹缀闻錅?zhǔn)等原因?qū)⒛切┐怪被蛩綏l帶噪聲轉(zhuǎn)變成傾斜條帶噪聲。并且高級(jí)遙感產(chǎn)品在科學(xué)應(yīng)用中通常具有更大的價(jià)值和實(shí)用性,所以去除遙感圖像中存在的斜條帶噪聲問(wèn)題也相當(dāng)重要。本文提出一種各向異性全變分的遙感圖像斜條帶噪聲去除方法,本文主要工...
【文章來(lái)源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:51 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
遙感圖像據(jù)示意圖
8斜條帶噪聲時(shí),會(huì)將條帶噪聲的原始線(xiàn)型轉(zhuǎn)換為鋸齒形,這會(huì)嚴(yán)重影響條帶噪聲去處的準(zhǔn)確性。另外,將去條帶之后的圖像旋轉(zhuǎn)為原來(lái)角度時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些誤差。本文主要針對(duì)遙感圖像中存在的斜條帶噪聲,提出一種基于各向異性全變分的遙感圖像斜條帶噪聲去除模型。(a)(b)(c)(d)圖1.2斜條紋噪聲遙感數(shù)據(jù):(a)HJ1A/HIS圖像,(b)Sentinel2A圖像,(c)TerraMODIS圖像,(d)LANDSAT5TMthermal圖像1.3論文主要內(nèi)容本論文主要研究遙感圖像條帶噪聲去除方法,特別是斜條帶噪聲去除。基于對(duì)研究現(xiàn)狀的分析,選擇采用基于模型優(yōu)化方法,根據(jù)斜條帶噪聲的特殊性質(zhì)構(gòu)建斜條帶噪聲去除模型,并設(shè)計(jì)優(yōu)化求解算法。主要工作內(nèi)容如下:1)根據(jù)條帶噪聲的全局稀疏性質(zhì),沿條帶方向的平滑性質(zhì)和不同方向?qū)υ记逦鷪D像連續(xù)性質(zhì)造成的破壞程度不同的性質(zhì),對(duì)條帶噪聲進(jìn)行正則化約束,設(shè)計(jì)斜條帶噪聲去除模型。2)設(shè)計(jì)優(yōu)化求解算法,對(duì)提出的條帶噪聲去除模型進(jìn)行求解,該模型是對(duì)條帶噪聲進(jìn)行求解,然后通過(guò)減運(yùn)算X=YS求得原始清晰圖像X。
11圖2.1撣掃式成像光譜儀掃描方式和推掃式成像光譜儀掃描方式條帶噪聲主要是因?yàn)殡姾神詈掀骷綔y(cè)元之間的響應(yīng)不一致造成的,而影響探測(cè)元之間響應(yīng)一致性的主要因素包括以下幾個(gè)方面:1、電荷耦合器件探測(cè)元在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生誤差或者原料材質(zhì)不同,都會(huì)造成探測(cè)器尺寸規(guī)格不同,從而導(dǎo)致探測(cè)器本身不均勻。2、各探測(cè)器的使用時(shí)長(zhǎng),磨損程度不同。3、周?chē)h(huán)境因素和探測(cè)器制作材料因素導(dǎo)致探測(cè)器暗電流不均勻。4、不同探測(cè)器工作狀態(tài)做不到高度一致。5、外部因素對(duì)探測(cè)器的干擾。上述過(guò)程會(huì)使遙感圖像產(chǎn)生垂直或水平條帶噪聲,但是在產(chǎn)生高級(jí)遙感產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)因?yàn)閹缀闻錅?zhǔn)等操作,造成水平或垂直條帶噪聲發(fā)生傾斜,轉(zhuǎn)變?yōu)樾睏l帶噪聲。2.2遙感圖像中條帶噪聲的特點(diǎn)條帶噪聲不同于隨機(jī)噪聲或者高斯噪聲等,條帶噪聲具有自己獨(dú)特的特性。真實(shí)的含條帶噪聲的遙感圖像如圖2.2所示。通過(guò)圖2.2可以發(fā)現(xiàn),遙感圖像條帶噪聲具有以下幾種分布特性:1、條帶噪聲具有一定的方向性。在遙感圖像中,所有條帶噪聲都是平行存在的,并且都沿著同一個(gè)方向。成像系統(tǒng)在獲取遙感圖像的掃描過(guò)程中,會(huì)因?yàn)楦鱾鞲衅黜憫?yīng)不一致而產(chǎn)生誤差,導(dǎo)致線(xiàn)狀條帶出現(xiàn),所以條帶噪聲的方向都和掃描的方向是相同的。掃描方式主要是橫向和縱向的,所以產(chǎn)生的條帶噪聲主要是沿著圖像的行分布或者是沿著圖像的列分布,也就是常說(shuō)的水平條帶噪聲和垂直條帶噪聲。通過(guò)成像系統(tǒng)獲取的遙感圖像中的條帶噪聲都是水平或垂直分布的,后期在生成更高級(jí)的遙感產(chǎn)品是會(huì)因?yàn)閹缀闻錅?zhǔn)等操作,將水平或垂直條帶噪聲轉(zhuǎn)變成傾斜條帶噪聲,但是同一圖像中條帶噪聲的分布方向仍然是一致的。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 劉雪麗,付友生,劉丹,王銳,李模其. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2018(10)
[2]遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用[J]. 魯智鵬. 江西建材. 2017(17)
[3]遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用[J]. 張艷楠. 內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì). 2017(05)
[4]當(dāng)代遙感科技發(fā)展的現(xiàn)狀與未來(lái)展望[J]. 張兵. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2017(07)
[5]國(guó)際遙感技術(shù)在自然災(zāi)害領(lǐng)域中的發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J]. 郭曉寧,裴惠娟,王金平,陳文凱. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(06)
[6]基于矩匹配和變分法的MODIS條帶去除模型[J]. 胡寶鵬,周則明,孟勇,蔣林. 紅外. 2014(11)
[7]采用灰度分割的自適應(yīng)矩匹配條帶噪聲去除方法[J]. 張炳先,王密,潘俊. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(12)
[8]常用航空航天傳感器成像特點(diǎn)探討[J]. 馬蘭,邢霞,陳筱勇. 影像技術(shù). 2012(05)
[9]一種高光譜圖像條帶噪聲去除改進(jìn)算法[J]. 鄭逢斌,支晶晶,高海亮,賴(lài)積保,潘偉. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(05)
[10]一種直方圖匹配和線(xiàn)性空間濾波相結(jié)合的條帶噪聲去除方法[J]. 宋燕,劉團(tuán)結(jié),丁赤飚,趙永超. 測(cè)繪科學(xué). 2009(05)
碩士論文
[1]偏微分方程在遙感圖像去噪與分類(lèi)的應(yīng)用研究[D]. 趙四能.浙江大學(xué) 2011
[2]星載推掃型紅外成像傳感器建模與仿真[D]. 寧殿艷.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3247438
【文章來(lái)源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:51 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
遙感圖像據(jù)示意圖
8斜條帶噪聲時(shí),會(huì)將條帶噪聲的原始線(xiàn)型轉(zhuǎn)換為鋸齒形,這會(huì)嚴(yán)重影響條帶噪聲去處的準(zhǔn)確性。另外,將去條帶之后的圖像旋轉(zhuǎn)為原來(lái)角度時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些誤差。本文主要針對(duì)遙感圖像中存在的斜條帶噪聲,提出一種基于各向異性全變分的遙感圖像斜條帶噪聲去除模型。(a)(b)(c)(d)圖1.2斜條紋噪聲遙感數(shù)據(jù):(a)HJ1A/HIS圖像,(b)Sentinel2A圖像,(c)TerraMODIS圖像,(d)LANDSAT5TMthermal圖像1.3論文主要內(nèi)容本論文主要研究遙感圖像條帶噪聲去除方法,特別是斜條帶噪聲去除。基于對(duì)研究現(xiàn)狀的分析,選擇采用基于模型優(yōu)化方法,根據(jù)斜條帶噪聲的特殊性質(zhì)構(gòu)建斜條帶噪聲去除模型,并設(shè)計(jì)優(yōu)化求解算法。主要工作內(nèi)容如下:1)根據(jù)條帶噪聲的全局稀疏性質(zhì),沿條帶方向的平滑性質(zhì)和不同方向?qū)υ记逦鷪D像連續(xù)性質(zhì)造成的破壞程度不同的性質(zhì),對(duì)條帶噪聲進(jìn)行正則化約束,設(shè)計(jì)斜條帶噪聲去除模型。2)設(shè)計(jì)優(yōu)化求解算法,對(duì)提出的條帶噪聲去除模型進(jìn)行求解,該模型是對(duì)條帶噪聲進(jìn)行求解,然后通過(guò)減運(yùn)算X=YS求得原始清晰圖像X。
11圖2.1撣掃式成像光譜儀掃描方式和推掃式成像光譜儀掃描方式條帶噪聲主要是因?yàn)殡姾神詈掀骷綔y(cè)元之間的響應(yīng)不一致造成的,而影響探測(cè)元之間響應(yīng)一致性的主要因素包括以下幾個(gè)方面:1、電荷耦合器件探測(cè)元在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生誤差或者原料材質(zhì)不同,都會(huì)造成探測(cè)器尺寸規(guī)格不同,從而導(dǎo)致探測(cè)器本身不均勻。2、各探測(cè)器的使用時(shí)長(zhǎng),磨損程度不同。3、周?chē)h(huán)境因素和探測(cè)器制作材料因素導(dǎo)致探測(cè)器暗電流不均勻。4、不同探測(cè)器工作狀態(tài)做不到高度一致。5、外部因素對(duì)探測(cè)器的干擾。上述過(guò)程會(huì)使遙感圖像產(chǎn)生垂直或水平條帶噪聲,但是在產(chǎn)生高級(jí)遙感產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)因?yàn)閹缀闻錅?zhǔn)等操作,造成水平或垂直條帶噪聲發(fā)生傾斜,轉(zhuǎn)變?yōu)樾睏l帶噪聲。2.2遙感圖像中條帶噪聲的特點(diǎn)條帶噪聲不同于隨機(jī)噪聲或者高斯噪聲等,條帶噪聲具有自己獨(dú)特的特性。真實(shí)的含條帶噪聲的遙感圖像如圖2.2所示。通過(guò)圖2.2可以發(fā)現(xiàn),遙感圖像條帶噪聲具有以下幾種分布特性:1、條帶噪聲具有一定的方向性。在遙感圖像中,所有條帶噪聲都是平行存在的,并且都沿著同一個(gè)方向。成像系統(tǒng)在獲取遙感圖像的掃描過(guò)程中,會(huì)因?yàn)楦鱾鞲衅黜憫?yīng)不一致而產(chǎn)生誤差,導(dǎo)致線(xiàn)狀條帶出現(xiàn),所以條帶噪聲的方向都和掃描的方向是相同的。掃描方式主要是橫向和縱向的,所以產(chǎn)生的條帶噪聲主要是沿著圖像的行分布或者是沿著圖像的列分布,也就是常說(shuō)的水平條帶噪聲和垂直條帶噪聲。通過(guò)成像系統(tǒng)獲取的遙感圖像中的條帶噪聲都是水平或垂直分布的,后期在生成更高級(jí)的遙感產(chǎn)品是會(huì)因?yàn)閹缀闻錅?zhǔn)等操作,將水平或垂直條帶噪聲轉(zhuǎn)變成傾斜條帶噪聲,但是同一圖像中條帶噪聲的分布方向仍然是一致的。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 劉雪麗,付友生,劉丹,王銳,李模其. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè). 2018(10)
[2]遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用[J]. 魯智鵬. 江西建材. 2017(17)
[3]遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用[J]. 張艷楠. 內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì). 2017(05)
[4]當(dāng)代遙感科技發(fā)展的現(xiàn)狀與未來(lái)展望[J]. 張兵. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2017(07)
[5]國(guó)際遙感技術(shù)在自然災(zāi)害領(lǐng)域中的發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J]. 郭曉寧,裴惠娟,王金平,陳文凱. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2016(06)
[6]基于矩匹配和變分法的MODIS條帶去除模型[J]. 胡寶鵬,周則明,孟勇,蔣林. 紅外. 2014(11)
[7]采用灰度分割的自適應(yīng)矩匹配條帶噪聲去除方法[J]. 張炳先,王密,潘俊. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(12)
[8]常用航空航天傳感器成像特點(diǎn)探討[J]. 馬蘭,邢霞,陳筱勇. 影像技術(shù). 2012(05)
[9]一種高光譜圖像條帶噪聲去除改進(jìn)算法[J]. 鄭逢斌,支晶晶,高海亮,賴(lài)積保,潘偉. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(05)
[10]一種直方圖匹配和線(xiàn)性空間濾波相結(jié)合的條帶噪聲去除方法[J]. 宋燕,劉團(tuán)結(jié),丁赤飚,趙永超. 測(cè)繪科學(xué). 2009(05)
碩士論文
[1]偏微分方程在遙感圖像去噪與分類(lèi)的應(yīng)用研究[D]. 趙四能.浙江大學(xué) 2011
[2]星載推掃型紅外成像傳感器建模與仿真[D]. 寧殿艷.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào):3247438
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