کاهش اثر اسپکل در تصاویر رادار با روزنه مصنوعی، بر مبنای فیلترینگ تطبیقی طیف اندازه در حوزه فرکانس

وجود اسپکل در تصاویر رادار با روزنه مصنوعی، به دلیل سیستم تصویربرداری همدوس، باعث ایجاد اثر دانه دانه‌ای در تصویر شده و برخی پردازش‌های شی‌گرا همانند قطعه‌بندی، خوشه‌بندی و یا شناسایی هدف را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از این‌رو می‌توان اغلب الگوریتم‌های مورد استفاده در کاهش اثر اسپکل را در یکی از روش‌های مبتنی بر حوزه مکان، روش‌های مبتنی بر تبدیل و یا روش‌های وابسته به بهینه‌سازی طبقه‌بندی کرد. از جمله محدودیت‌های موجود در روش‌های مورد استفاده اغلب می‌توان به عدم حفظ بافت و ساختار تصویر و نیز وابستگی‌ اجرای الگوریتم به یک یا چند پارامتر تنظیم‌کننده اشاره کرد که همین موضوع، استفاده از این روش‌ها را در کاربردهای عملی با چالش رو به رو می‌سازد. از این‌رو در پژوهش حاضر، با در نظر گرفتن رفتار فرکانسی تصاویر sar، روشی بر مبنای فیلترینگ تطبیقی طیف اندازه در حوزه فرکانس ارائه شده است. ایده اصلی روش پیشنهادی تخصیص یک مدل تحلیلی بر مبنای رفتار فرکانسی تصویر sar، به طیف اندازه تبدیل فوریه آن و بازیابی خروجی با اثر اسپکل کاهش یافته است. روش پیشنهادی ضمن حفظ بافت‌های ظریف تصویر، به طور قابل ملاحظه‌ای اثر اسپکل را کاهش می‌دهد. علاوه بر آن الگوریتم پیشنهادی به صورت خودکار اجرا شده و نیازی به برآورد پارامترهای تنظیمی ندارد. همچنین در تصاویر با پیچیدگی بافت زیاد و در روش‌های کانوولوشن مکانی که نیاز به تنظیم ابعاد کرنل دارد، مرتبه محاسباتی پایین‌تری خواهد داشت. نتایج ارزیابی نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با فیلترهای مکانی تطبیقی، ضمن بهبود 50 درصدی شاخص تعداد منظرهای معادل در تصاویر sar، مقدار شاخص حفظ لبه را نیز به طور میانگین برای تصاویر sar و شبیه‌سازی sar حدوداً 50  و 30 درصد بهبود می‌بخشد.

Speckle reduction in SAR images based on an adaptive filtering in the frequency domain

Speckle in Synthetic aperture radar images makes grainy effects, because of the coherent imaging system which cause some difficulties in objectoriented processes, like segmentation or classification. Therefore, a lot of methods have been developed for speckle reduction purpose. These methods can be classified but not limited in some approaches, like spatial based, transform based and optimization, which mostly suffer from limitations like edge and texture destruction and also regulating parameter dependence. In this paper a new structure has been presented based on adaptive filtering of the amplitude response of the discrete fourier transform of the image in the frequency space, which not only reduces the speckle but also preserves edges and delicate textures. In addition, it has low level of computation and complexity compared to the kernel dependent spatial approaches. The main contribution of the paper is to fit a predefined analytical function to amplitude response of the discrete fourier transform of the image, in order to recover underlying speckle reduced SAR image. Proposed method, improves equivalent number of looks index 50 percent and edge preservation index 50 and 30 percent for real and simulated synthetic aperture radar images, respectively.