高光譜圖像數(shù)據(jù)噪聲處理方法
發(fā)布時(shí)間:2024-08-14
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高光譜圖像精細(xì)光譜數(shù)據(jù)能夠充分反映地物光譜的細(xì)微特征。依據(jù)不同地物在光譜特征上的相對差異就可實(shí)現(xiàn)地物類別區(qū)分,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測和精細(xì)分類。需要進(jìn)行降噪處理,本文簡單介紹了高光譜圖像數(shù)據(jù)噪聲處理方法。
高光譜圖像精細(xì)光譜數(shù)據(jù)能夠充分反映地物光譜的細(xì)微特征。依據(jù)不同地物在光譜特征上的相對差異就可實(shí)現(xiàn)地物類別區(qū)分,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測和精細(xì)分類。需要進(jìn)行降噪處理,本文簡單介紹了高光譜圖像數(shù)據(jù)噪聲處理方法。
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成像光譜儀波段通道很密而造成光成像能量不足,故相對全色圖而言,高光譜圖像的信噪比(SNR)提高比較困難。在圖像數(shù)據(jù)的獲取過程中,地物光譜特征在噪聲的影響下容易產(chǎn)生“失真”。另外由于高光譜數(shù)據(jù)量大,在精細(xì)分類過程中,往往需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理,而在降維過程中需要最大限度保留信號(hào)和壓縮噪聲,所以精確的噪聲評(píng)估很有必要。另外噪聲對精細(xì)分類的結(jié)果也有最直接影響。所以需要對高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲評(píng)估。
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主要的噪聲認(rèn)為是高斯白噪聲,分為加性噪聲和乘性噪聲。
噪聲評(píng)估主要有三種方法:實(shí)驗(yàn)室法、暗電流法和圖像法。由于前兩種方法在實(shí)驗(yàn)中難以實(shí)現(xiàn),廣泛應(yīng)用的是第三種——圖像法。
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圖像法分為以下幾種:
1.?均勻區(qū)域法(HA)
主要思想:從圖像中選取四個(gè)以上均勻區(qū)域,通過計(jì)算這些均勻區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)差的平均值獲取圖像噪聲的估計(jì)值。
不足:需要人工進(jìn)行均勻區(qū)域選擇,無法自動(dòng)化;滿足條件的均勻區(qū)域在大部分遙感圖中并不存在;子區(qū)域噪聲估計(jì)并不能代表整幅圖像的噪聲。
2.?地學(xué)統(tǒng)計(jì)法(GS)
主要思想:從圖像中選擇幾條均勻的窄條帶,通過對這些窄條帶的半方差函數(shù)的計(jì)算實(shí)現(xiàn)對圖像噪聲的估算。一定程度上利用了成像光譜數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性。
不足:與均勻區(qū)域法相似。
3.?局部均值與局部標(biāo)準(zhǔn)差法(LMLSD)
主要思想:假定圖像由大量均勻的小塊構(gòu)成,且噪聲以加性噪聲為主。使用局部均值和局部標(biāo)準(zhǔn)差的概念,將圖像分割為很多小塊,然后計(jì)算這些子塊的標(biāo)準(zhǔn)差作為局部噪聲大小,并選擇包含子塊數(shù)最多區(qū)間的局部標(biāo)準(zhǔn)差的平均值作為整個(gè)圖像的最佳噪聲估計(jì)。
不足:只對高斯白噪聲有效,對高斯隨機(jī)噪聲的圖像,信號(hào)被噪聲干擾。
4.?空間/光譜維去相關(guān)法(SSDC)
主要思想:是一種專門針對高光譜圖像的噪聲評(píng)估方法,利用高光譜圖像空間維和光譜維存在高相關(guān)性的特點(diǎn),通過多元線性回歸去除具有高相關(guān)性的信號(hào),利用得到的殘差圖像對噪聲進(jìn)行估算。
評(píng)價(jià):該方法受地物覆蓋類型影響小,并且可以自動(dòng)執(zhí)行,是目前較為穩(wěn)定的高光譜圖像噪聲評(píng)價(jià)方法。
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