Signal and Data Processing
پردازش علائم و دادهها
JSDP
Engineering & Technology
http://jsdp.rcisp.ac.ir
1
admin
2538-4201
2538-421X
10.52547/jsdp
1
8888
fa
jalali
1401
2
1
gregorian
2022
5
1
19
1
online
1
fulltext
fa
توسعه روشهای مبتنی بر رفع نویز اسپکل تصویر جهت رفع نویز ویدئو ویسار
Extending SAR Image Despckling methods for ViSAR Denoising
مقالات پردازش تصویر
Paper
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:12pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">رادارهای سار (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">SAR</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">) یکی از ابزارهای تصویربرداری در شرایط مختلف آب و هوایی در کاربردهای نقشهبرداری، نظامی، منابع زمینی و عمرانی میباشند. در سالهای اخیر یک رادار جدید، جهت ثبت ویدئو اشیا در حالت حرکت با توسعه رادارهای سار به نام ویدئوسار یا بهاختصار ویسار (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">ViSAR</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">) برای نظارت محیطی ارائهشده است. به مانند تصاویر سار، یکی از چالشهای اساسی در داده ویسار نیز وجود نویز اسپکل است. در این مقاله با سفارشیسازی روشهای رفع نویز تصویر برای رفع نویز ویدئو ویسار، سه رویکرد مختلف شامل "فریم به فریم"، "میانگینگیری" و "سه بعدی" ارائه و ارزیابی شده است. در رویکرد نخست، بدون توجه به بُعد زمان هر فریم از ویدئو بهصورت مجزا رفع نویز شده و در رویکرد دوم، از میانگینگیری فریمهای رفع نویزشده در بُعد زمان استفاده شدهاست. در رویکرد سه بعدی، از بلاکهای سهبعدی در بُعد مکان و زمان برای رفع نویز در ویدئو استفاده شده است. علاوه بر این رویکردها، راهکار جدیدی با نام </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">ViSAR</span></b><b> </b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">Incremental BM3D</span></b><b><span style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> یا به اختصار </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">ViSAR-IBM3D</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> با توسعه روش مشهور رفع نویز تصویر </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">SAR-BM3D</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> نیز ارائه شده که توانسته است با تغیر ساختار این روش برای ویدئو، زمان اجرای کمتر و حفظ جزئیات بهتری را به همراه آورد. روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">SAR-BM3D</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> در گام نخست در فضای موجک تخمین اولیه از تصویر بدون نویز را محاسبه کرده و سپس در گام دوم بهکمک تصویر نویزی و تخمین اولیه، تصویر رفع نویز شده نهایی را تخمین میزند. در روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">ViSAR-IBM3D</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> با بهرهگیری از همبستگی بین فریمهای متوالی ویدئو، از نتیجه فریم قبلی برای رفع نویز فریم جاری استفاده شده تا بتوان علاوه بر حفظ جزئیات و تمایز تصاویر، زمان اجرای الگوریتم را نیز بهبود بخشید. نتایج بهدستآمده بر روی ویدئو با نویز شبیهسازی و همچنین ویدئو واقعی ویسار، کارایی رویکرد سهبعدی پیشنهادی نسبت با سایر رویکردها و همچنین کارایی بالاتر روش پیشنهادی </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt">ViSAR-IBM3D</span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> نسبت به روشهای قبلی را نشان میدهد.</span></span></b></span></span></span></span><br>
</div>
<div style="text-align: justify;"><b><span style="font-size:10.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">Synthetic Aperture Radar (SAR) is widely used in different weather conditions for various applications such as mapping, remote sensing, urban, civil, and military monitoring. Recently, a new radar sensor called Video SAR (ViSAR) has been developed to capture sequential frames from moving objects for environmental monitoring applications such as image or video segmentation, classification and change detection. Same as SAR images, the major problem of ViSAR is the presence of speckle noise. In this paper, the performance of several image-based denoising methods is studied for de-speckling of ViSAR frames through “Frame-by-Frame”, “Averaging” and “3D” schemes. In “Frame-by-Frame” scheme, each video frame is denoised independently of the other frames; whereas, in “Averaging” scheme, the denoised images are averaged along a time window. In “3D” scheme, denoising is performed on 3D blocks in space-time (x-y-t) domain. In addition to these schemes, a novel extension on SAR</span></span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"><span style="color:black">-</span></span></span><span style="font-size:10.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">BM3D</span></span></span> <span style="font-size:10.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">method, called ViSAR Incremental BM3D (ViSAR-IBM3D) approach is proposed for video denoising. The SAR-BM3D method performs denoising in two steps. At the first step, it uses wavelet denoising to primitively denoise the original image; in the next step, this image in combination with the original image are used to estimate the final denoised image. The main challenge of SAR-BM3D method is high time complexity especially for video frames. Here, in ViSAR-IBM3D, we benefit from the correlation between the frames of video and utilize the denoised images in previous frame to de-speckle the current frame. The proposed method can remarkably reduce the time complexity and improve preserving the details and the contrast of the denoised frames. The experimental results evaluated on real-world ViSAR video as well as video with simulated noises show that the proposed 3D filtering scheme and the proposed ViSAR-IBM3D</span></span></span> <span style="font-size:10.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">method achieve better denoising performance than the other ones.</span></span></span></b></div>
رفع نویز اسپکل, سار, ویدئو ویسار, SAR-BM3D, ViSAR-IBM3D
SAR, ViSAR, Noise, Speckle, SAR-BM3D, ViSAR-IBM3D
137
152
http://jsdp.rcisp.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1849-2&slc_lang=fa&sid=1
Zahra
Abedi
زهرا
عابدی
zahra.abedi@stu.yazd.ac.ir
100319475328460011013
100319475328460011013
No
Yazd University
دانشگاه یزد
Mahdi
Yazdian-Dehkordi
مهدی
یزدیان دهکردی
yazdian@yazd.ac.ir
100319475328460011014
100319475328460011014
Yes
Yazd University
دانشگاه یزد