توصيفگر ها :
شبكه تخاصمي مولد واسراشتاين , يادگيري نظارت شده , رادار روزنه مصنوعي , نويز اسپكل
چكيده فارسي :
رادار روزنه مصنوعي SAR يك ابزار پيشرفته در سنجش از راه دور است كه از امواج مايكروويو براي توليد تصاوير با وضوح بالا از سطح زمين استفاده ميكند. اين فناوري ميتواند در شرايط مختلف آب و هوايي، دادههاي دقيق جمعآوري كند. به دليل استفاده از امواج همدوس، تصاوير SAR با پديدهاي به نام نويز اسپكل مواجه ميشوند. حذف نويزاسپكل يك گام ضروري در پردازش تصاوير دامنه يا شدت حاصل از سيستمهاي همدوس مانند SAR است. ازآنجا كه اسپكل ناشي از ويژگيهاي خاص اهداف موجود در تصوير است، براي تخمين و كاهش مؤثر آن، لازم است اين ويژگيها به دقت شناسايي شوند. در اين پاياننامه، ابتدا روشهاي سنتي حذف نويز اسپكل مرور شده است. اين روشها به سه دسته كلي روشهاي بيزي در حوزه فضايي، روشهاي بيزي در حوزه تبديل و روشهاي غير بيزي تقسيم ميشوند. سپس، روشهاي نوين مبتني بر يادگيري عميق، شامل روشهاي يادگيري نظارتشده و خود نظارتي براي كاهش نويز اسپكل، معرفي شدهاند. در يادگيري نظارتشده، دو رويكرد يادگيري عميق مستقيم و مبتني بر مدل مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پاياننامه، رويكردي نوين و نظارت شده مبتني بر شبكههاي تخاصمي مولد واسراشتاين (Wasserstein GAN) براي كاهش نويز اسپكل در تصاوير SAR ارائه شده است. در روش پيشنهادي از دو شبكه متمايزكننده، فيلترسوبل براي حفظ جزئيات تصوير و نيز توابع هزينه متنوع استفاده شده است. نتايج كمي و تجربي حاصل از ارزيابي روي تصاوير شبيهسازيشده نشان ميدهد كه $PSNR$ براي شبكه پيشنهادي در تصاوير تست استاندارد حدود 9db نسبت به روشهاي سنتي بيشتر است و همچنين در تصاوير واقعي ENL مقدار 0.6 از بهترين روش سنتي بيشتر بوده است. بنابراين ضمن اينكه روش پيشنهادي نسبت به روشهاي سنتي، عملكرد بهتري در كاهش نويز اسپكل دارد، اين شبكه ميتواند جزئيات ساختاري تصوير را نيز به خوبي حفظ كند.
چكيده انگليسي :
Synthetic Aperture Radar (SAR) is an advanced remote sensing tool that utilizes microwave waves to produce high-resolution images of the Earth's surface. This technology is capable of collecting precise data under various weather conditions. Due to the use of coherent waves, SAR images encounter a phenomenon known as Speckle noise. Removing Speckle noise is a crucial step in processing the amplitude or intensity images generated by coherent systems like SAR. Since Speckle is caused by the specific characteristics of the targets in the image, accurately identifying these characteristics is essential for effectively estimating and reducing the noise. In this thesis, traditional methods for Speckle noise reduction are first reviewed. These methods are generally categorized into three groups: Bayesian methods in the Spatial domain, Bayesian methods in the Transform domain, and non-Bayesian methods. Then, novel Deep learning-based methods, including Supervised and Self-supervised learning approaches for speckle noise reduction, are introduced. In supervised learning, two approaches—direct deep learning and model-based deep learning—are examined. This thesis proposes a novel supervised approach based on Wasserstein Generative Adversarial Networks (Wasserstein GANs) for Speckle noise reduction in SAR images. The proposed method utilizes two discriminator networks, the Sobel filter to preserve image details, and diverse loss functions. Quantitative and experimental results from evaluation on simulated images show that the PSNR for the proposed network is about 9 dB higher on standard test images compared to traditional methods. Additionally, on real images, the ENL value is 0.6 higher than that of the best traditional method. Therefore, while the proposed method outperforms traditional methods in reducing speckle noise, it can also effectively preserve the structural details of the image.