Image Processing by Inverse Filtering Onboard ERS Spacecraft
Обработка изображений на борту КА ДЗЗ методом инверсной фильтрации

V.D. Blinov, Joint Stock Company "Space Rocket Centre «Progress»–Scientific and Production Enterprise «OPTEKS»", V.E. Kvitka, Joint Stock Company "Space Rocket Centre «Progress»–Scientific and Production Enterprise «OPTEKS»", Moscow Institute of Physics and Technology
2018 Rocket-Space Device Engineering and Information Systems  
Обработка изображений на борту КА ДЗЗ методом инверсной фильтрации В. Е. Квитка, аспирант МФТИ, kva-vasja@yandex.ru Филиал АО РКЦ «Прогресс»-НПП «ОПТЭКС», г. Москва, Зеленоград, Российская Федерация Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Московская область, Российская Федерация В. Д. Блинов, v_blinov@mail.ru Филиал АО РКЦ «Прогресс»-НПП «ОПТЭКС», г. Москва, Зеленоград, Российская Федерация Аннотация. Спутниковые снимки Земли высокого разрешения имеют размытие мелких деталей и
more » ... е мелких деталей и малый контраст. Это обусловлено низкими значениями функции передачи модуляции крупных оптических систем наблюдения Земли космического базирования. В статье рассматриваются проблемы восстановления изображений методом инверсной фильтрации. Предлагаются различные способы ее осуществления. Выявлена необходимость предварительного шумоподавления снимков перед их восстановлением. Произведен количественный и качественный анализ работы наиболее известных алгоритмов шумоподавления применительно к этой задаче. Разработаны и опробованы адаптивные алгоритмы предварительного шумоподавления. Путем компьютерного моделирования изображений и сравнением критериев качества находится оптимальный для данной задачи алгоритм предварительного шумоподавления снимков. Исследована возможность альтернативного решения проблемы усиления шумов на снимке при выполнении инверсной фильтрации -применение регуляризации. Проведено компьютерное моделирование различных способов регуляризации. Визуальный анализ результатов моделирования изображений и сравнение количественных критериев их качества позволили определить оптимальные параметры функции регуляризации. Ключевые слова: шумоподавление, инверсная фильтрация, функция передачи модуляции Abstract. Satellite images of the Earth of high resolution have blurring of small details and low contrast. This is due to the low values of the modulation transfer function of the large space-based optical Earth observation systems. The problems of image reconstruction by the inverse filtering method are considered in the article. Various ways of its implementation are suggested. The necessity of preliminary noise reduction of images before their restoration is revealed. A quantitative and qualitative analysis of the performance of the most well-known noise reduction algorithms has been performed. Adaptive algorithms of preliminary noise reduction are developed and tested. By the computer simulation of images and comparison of quality criteria, the optimal algorithm of preliminary noise reduction of images is discovered for this task. Regularization, an alternative solution to the problem of noise amplification in an image when performing inverse filtering is studied. A computer simulation of various regularization methods has been carried out. A visual analysis of the results of image simulation and comparison of quantitative criteria for their quality made it possible to determine the optimal parameters of the regularization function.
doi:10.30894/issn2409-0239.2018.5.1.39.47 fatcat:fr4vikiglnh3nimytflbii4yai