Performance comparison and analysis of noise reduction methods on Göktürk-2 satellite images
Göktürk-2 uydu görüntülerinde gürültü azaltma yöntemlerinin performans karşılaştırması ve analizleri
- Tez No: 920856
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA TÜRKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Optik uydu görüntüleri, uzaydan elde edilen ve birçok uygulama alanına hizmet eden kritik bir veri kaynağını temsil etmektedir. Ancak, bu görüntüler sıklıkla kaliteyi önemli ölçüde düşürebilen çeşitli türde gürültülerden etkilenmektedir. Bu bağlamda gürültü, görüntü alma, dönüştürme, iletim ve işleme süreçleri sırasında ortaya çıkabilen rastgele ve istenmeyen görüntü yoğunluğu dalgalanmalarına işaret etmektedir. Gürültü, görüntü kalitesini azaltabilir ve analiz sırasında hatalı sonuçlara yol açabilir. Dolayısıyla, uydu görüntülerindeki gürültü azaltma tekniklerinin etkinliğinin değerlendirilmesi, görüntü kalitesini artırmak ve daha doğru analizler sağlamak açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, optik uydu görüntülerinde bulunan termal gürültüyü ortadan kaldırmayı, uygun gürültü azaltma yöntemlerini tespit etmeyi ve bu yöntemleri belirli metrikler kullanarak karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Kullanılan gürültü azaltma teknikleri arasında uzamsal alan filtreleme, dönüşüm alanı filtreleme, varyasyonel gürültü giderme yöntemleri ve derin öğrenme tabanlı yöntemler yer almaktadır. Bu yöntemlerin etkinliği ve performansı çeşitli metriklere göre değerlendirilecektir. Testler, yüksek mekansal çözünürlüğe sahip Göktürk-2 uydusu görüntüleri üzerinde uygulanmıştır. Ayrıca, CalVal (Kalibrasyon ve Doğrulama) sahasından ve SPOT-5 uydu görüntülerinden elde edilen veriler de deneysel testlerde kullanılmıştır. Sonuçlara göre, her bir gürültü giderme algoritmasının, görüntü iyileştirmede farklı yönlerde üstünlük sağlayan kendine özgü güçlü ve zayıf yönleri bulunmaktadır. Yapısal doğruluğun ve ince detayların korunması açısından Expected Path Log-Likelihood (EPLL), Denoising CNN (DnCNN), ve Fast and Flexible Denoising Network (FFDNet) gibi yöntemler uygundur. Weighted Nuclear Norm Minimization (WNNM) ve Nonlocally Centralized Sparse Representation (NCSR), gürültüyü etkili bir şekilde azaltırken yapısal bütünlüğü koruyan dengeli bir performans sunmaktadır. Wavelet ve Bilateral filtre yöntemleri kenar kontrastını artırmak için faydalıdır, ancak bozulmalara yol açma potansiyeli nedeniyle dikkatli bir şekilde uygulanmalıdır. Bu bulgular, algoritma seçiminin görevin özel gereksinimleri ve istenen sonuçlar doğrultusunda yapılmasının önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Optical satellite imagery represents a critical data source acquired from space, serving a multitude of application domains. However, these images often suffer from various types of noise that can significantly impair their quality. Noise in this context refers to the random and undesired fluctuations in image intensity, which may emerge during the processes of image acquisition, conversion, transmission, and processing. Noise can reduce image quality and lead to erroneous conclusions during analysis. Consequently, it is of paramount importance to assess the efficacy of noise reduction techniques in satellite images to enhance image quality and ensure more accurate analyses. This study aims to eliminate thermal noise present in optical satellite images, determine appropriate noise reduction methods, and compare these methods using specific metrics. The noise reduction techniques employed encompass spatial domain filtering, transform domain filtering, variational denoising methods, and deep learning-based methods. The effectiveness and performance of these methods are evaluated based on several metrics. The tests were carried out on high spatial resolution Göktürk-2 satellite imagery. In addition, the images acquired from the CalVal (Calibration and Validation) site and SPOT-5 satellite imagery were also used in the experimental tests. Based on the results, each denoising algorithm has distinct strengths and weaknesses, excelling in different aspects of image restoration. For preserving structural accuracy and fine details Expected Path Log-Likelihood (EPLL), Denoising CNN (DnCNN), and Fast and Flexible Denoising Network (FFDNet) are well-suited. Weighted Nuclear Norm Minimization (WNNM) and Nonlocally Centralized Sparse Representation (NCSR) offer a balanced performance, effectively reducing noise while maintaining structural fidelity. The Wavelet and Bilateral Filter methods are useful for enhancing edge contrast but should be applied cautiously due to their potential to introduce artifacts. These findings emphasize the importance of selecting an algorithm based on the specific requirements and desired outcomes of the task.
Benzer Tezler
- Dizel motorlarda yanma gürültüsünün transfer fonksiyonunun incelenmesi
Investigation of combustion transfer function on diesel engines
İBRAHİM ÇİYLEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Binaların gürültü kontrolü etkin tasarımı için yapı elemanı seçim aracı
Building elements selection tool for noise control efficient design of buildings
AYÇA ŞENTOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURGÜN BAYAZIT
YRD. DOÇ. DR. MEHMET CEM ALTUN
- Mekanik gürültünün modellenmesi ve kontrol tedbirlerinin değerlendirilmesi: Dizel enerji santrali örneği
Modelling of mechanical noise and evaluation of its control measures: Case of diesel power plant
GÖKTUĞ ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TORÖZ
- Ses İletim Kaybı Ölçüm Düzeneği Tasarımı Ve Geliştirilmesi
Sound Transmission Loss Measurement System Design And Improvements
BURAK ERDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Taşıt egzoz susturucusu analitik tasarımı
Analytic design of vehicle exhaust muffler
SİNEM ŞİŞLİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜNEY