Homomorphic Filtering in Digital Multichannel Image Processing
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine
Abstract
ENG: Purpose. The purpose of this article is to develop a preprocessing method for digital multispectral remote sensing images obtained through optical and infrared means in the electromagnetic spectrum. The method aims to ensure invariance with respect to positional formation conditions that determine spatial and radiometric resolution. By implementing homomorphic filtering in this method, we can significantly increase the informative value of processed imagery. Methodology. The problem solving, including the development of the spatial and radiometric resolution increase ways for multispectral geospatial data are based on the methods of brightness spatial distribution fusion, methods of data dimension reduction, de-correlation techniques and geometric correction of image spatial distributions. Findings. The method of preprocessing digital remote sensing data has been developed, which is a component of the methodology for identifying geometric shapes (GS) of objects in multi-channel aerospace images, allowing for a significant improvement in their recognition efficiency when noise is present. Originality. The method of preprocessing photogrammetric scenes using homomorphic filtering to enhance their informational significance is proposed. The method ensures invariance to positional conditions of fixation, improves the accuracy of further recognition, eliminates the drawbacks of known methods associated with the existence of parametric uncertainty dependence, the features of fixation of species information, low values of information indices of synthesized images, and computational process peculiarities. Practical value. Practical value consists in improving of identification accuracy of objects GS in digital geospatial data, in significant increasing of raster multispectral images information value and in rising of automated image processing efficiency. The use of the method can greatly enhance the value and usefulness of multispectral photogrammetric images in a wide range of applications, from environmental monitoring to urban planning.
UKR: Мета. Розробка методу попередньої обробки цифрових багатоспектральних зображень, отриманих за допомогою оптичних та інфрачервоних засобів дистанційного зондування Землі. Цей метод забезпечує інваріантність щодо геометричних і радіометричних умов фіксації геопросторових даних. Методика. Під час вирішення задачі, пов’язаної з розробкою методу попередньої обробки цифрових багатоспектральних даних дистанційного зондування Землі, були використані методи злиття, зменшення розмірності даних, декореляції, радіометричної й геометричної корекції фотограмметричних сцен. Завдяки застосуванню гомоморфної фільтрації, було досягнуто значне збільшення інформативної значущості цих зображень за наявності шумової складової. Результати. Розроблено метод попередньої обробки цифрових фотограмметричних даних, який є складовою методології ідентифікації геометричних форм об’єктів на багатоканальних аерокосмічних зображеннях, що дозволяє суттєво підвищити ефективність їх розпізнавання. Наукова новизна. Запропоновано метод попередньої обробки багатоканальних аерокосмічних зображень, що використовує гомоморфну фільтрацію з метою підвищення їх інформативності. Цей метод дозволяє підвищити точність подальшого розпізнавання геопросторових даних. Метод також позбавлений недоліків відомих методів, що пов’язані з параметричною невизначеністю, низькими показниками радіометричної розрізненості синтезованих зображень та обчислювальними складнощами. Практична значимість. Полягає в підвищенні точності розпізнавання аерокосмічних зображень, у суттєвому збільшенні інформативності багатоканальних цифрових геопросторових даних і підвищенні ефективності їх автоматизованої обробки. Використання методу може значно підвищити цінність і корисність мультиспектральних фотограмметричних зображень у широкому діапазоні застосувань, від екологічного моніторингу до міського планування.
UKR: Мета. Розробка методу попередньої обробки цифрових багатоспектральних зображень, отриманих за допомогою оптичних та інфрачервоних засобів дистанційного зондування Землі. Цей метод забезпечує інваріантність щодо геометричних і радіометричних умов фіксації геопросторових даних. Методика. Під час вирішення задачі, пов’язаної з розробкою методу попередньої обробки цифрових багатоспектральних даних дистанційного зондування Землі, були використані методи злиття, зменшення розмірності даних, декореляції, радіометричної й геометричної корекції фотограмметричних сцен. Завдяки застосуванню гомоморфної фільтрації, було досягнуто значне збільшення інформативної значущості цих зображень за наявності шумової складової. Результати. Розроблено метод попередньої обробки цифрових фотограмметричних даних, який є складовою методології ідентифікації геометричних форм об’єктів на багатоканальних аерокосмічних зображеннях, що дозволяє суттєво підвищити ефективність їх розпізнавання. Наукова новизна. Запропоновано метод попередньої обробки багатоканальних аерокосмічних зображень, що використовує гомоморфну фільтрацію з метою підвищення їх інформативності. Цей метод дозволяє підвищити точність подальшого розпізнавання геопросторових даних. Метод також позбавлений недоліків відомих методів, що пов’язані з параметричною невизначеністю, низькими показниками радіометричної розрізненості синтезованих зображень та обчислювальними складнощами. Практична значимість. Полягає в підвищенні точності розпізнавання аерокосмічних зображень, у суттєвому збільшенні інформативності багатоканальних цифрових геопросторових даних і підвищенні ефективності їх автоматизованої обробки. Використання методу може значно підвищити цінність і корисність мультиспектральних фотограмметричних зображень у широкому діапазоні застосувань, від екологічного моніторингу до міського планування.
Description
Vol. Hnatushenko: ORCID 0000-0003-3140-3788; O. Spirintseva: ORCID 0000-0002-5050-5985; V. Spirintsev: ORCID 0000-0002-0908-1180; O. Kravets: ORCID 0000-0002-3428-2232; D. Spirintsev: ORCID 0000-0001-5728-6626
Keywords
object identification, geometric form, digital photogrammetric image, information value, homomorphic filtering, ідентифікація об’єктів, геометрична форма, цифрове фотограметричне зображення, інформативність, гомоморфна фільтрація, КІТС
Citation
Hnatushenko V. V., Spirintseva O. V., Spirintsev V. V., Kravets O. V., Spirintsev D. V. Homomorphic Filtering in Digital Multichannel Image Processing. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023. № 3. P. 118–124. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-3/118.