Normalmente, las imágenes generadas
de 1 "look" son provistas en el formato "complejo"
para que sea posible el conocimiento de la fase de cada píxel de la imagen. La figura
a continuación muestra la representación del píxel en el formato complejo, donde
Uq y Ui son las componentes real e imaginaria, respectivamente; A
es el módulo del número complejo representando la amplitud del pixel y , la fase del pixel
complejo. En general las componentes Uq y Ui son codificadas en
16 bits, haciendo que un pixel complejo necesite de 32 bits para su representación.
Representación del pixel en el formato complejo
Las imágenes "multi-look" normalmente son representadas en imagen de amplitud, o sea:
Las imágenes de amplitud son también conocidas como imagen detectadas linealmente. Para ese tipo de imagen, en general, se utiliza una representación de 16 el 8 bits por píxel.
Las imágenes también pueden ser representadas en Intensidad, o sea:
Las imágenes de Intensidad son de detección cuadrática y necesitan en general 32 bits para la representación de cada píxel.
La cualidad radiométrica del dato SAR es afectada por factores inherentes al instrumento, bién como la geometría de iluminación. las dos principales causas de distorciones radiométricas que perjudican la interpretación de imágenes de radar son: el ruido "speckle" y el efecto del padrón de la antena.
El ruido Speckle es uno de los principales factores que degradan la calidad de las imágenes SAR. El Speckle es un ruido multiplicativo que es proporcional a la intensidad del señal recibida. El efecto visual de este ruido proporciona una textura granulosa que puede dificultar la interpretación de las imágenes de radar, reduciendo la separabilidad entre clases de uso del suelo, tipos litológicos etc..
Existen dos métodos para disminuir el ruido Speckle: el filtrado y el procesamiento "multi-look". Os filtros deben mantener el valor medio del retorno del radar (backscatter), preservar los bordes presentes en la imagen y las informaciones de textura.
El ruido Speckle está siempre asociado a sistemas de tratamiento de imagen coherentes, tales como los obtenidos por microondas, láser y ultrasonografia. Se considera que en una célula de resolución de una escena digitalizada, exista un número muy grande de elementos difusores, aleatoriamente distribuidos, de tal forma que esos elementos puedan interferir unos con otros constructivamente y destructivamente, haciendo aparecer variaciones súbitas en la intensidad de la imagen, caracterizando el ruido Speckle ( vea figura que sigue).
Figura - Célula de resolución y el "backscatter" resultante
Vea sobre filtrado de imagen de radar.
Las variaciones de baja frecuencia en el brillo de las imágenes en la dirección de "range" son causadas principalmente por la perdida de potencia relacionada con la geometría de visión lateral, que decae con 1/R3 en el caso de las imágenes SAR, donde R es la distancia entre la antena y un dado punto en la imagen.
Ese problema es mas acentuado en imágenes adquiridas por avión, pues la razón entre el Rmin (inicio de la faja imageada) y Rmax (fin de la faja) es bien menor en relación a las imágenes adquiridas por satélites, donde la razón es prácticamente 1, vea figura abajo.
Figura - Variación del "range" para aeronave y satélite
Esta perdida de potencia es corregida en el instante de la adquisición de cada pulso, a través del STC (Sensitivity Time Control), revisando la corrección del decaimiento de la potencia. Debido la imperfección en el sistema STC u otras perturbaciones de la electrónica del radar (variación de ganancia del amplificador durante el tempo de adquisición del eco), mecánica o eléctrica, la corrección no es perfecta, permaneciendo alguna variación residual.
El algoritmo consiste en generar un padrón a través de la media de las columnas de la imagen. La media de las columnas debe ser tomada en regiones (ventanas) tan homogéneas como sea posible. Se debe garantir que exista la media en toda la dirección de "range".
El padrón obtenido la través de la media das columnas debe ser filtrado (ajustado) para que se obtengan solamente las variaciones de baja frecuencia.
Dos métodos pueden ser utilizados en el filtrado(ajuste). El primero es el de la media móvil, que consiste en filtrar el padrón a través de un filtro de media, donde el número de puntos de la media es definido por el tamaño de la ventana de la interfase. El segundo es el ajuste por polinomio, donde el grado del polinomio es seleccionado a través de la interfase.
Después del filtrado del padrón, la imagen puede ser corregida. Uno de los métodos de corrección es el multiplicativo, que consiste en multiplicar el valor del píxel que está siendo procesado, V(i,j), por un factor dado por la razón entre el valor medio del padrón, P y el valor del padrón ajustado, P(j), o sea:
donde j es el índice de columna de la imagen (dirección de "range").
Las figuras a continuación presentan la imagen original (a) (imagen del sistema SAR-580 del Río Tapajós obtenida durante la misión SAREX-1992), y la imagen corregida (b). La figura (c) muestra el gráfico del padrón original y del ajustado (mas suave) utilizado en la corrección.
(a)
(b)
Figura - imagen original (a) y corregida (b)
Figura - padrón original con fluctuaciones de alta frecuencia y ajustado (polinomio de grado 8) para retirar las fluctuaciones
Vea como corregir padrón de Antena
Consulte también:
Lectura de Imágenes en el SPRING
Técnicas de procesamiento de IMAGEN.