风云中分辨率数据电磁干扰检测方法研究

摘要

受复杂的太空电磁环境和仪器内部噪声的影响，风云三号卫星中分辨率数据普遍存在异常数据块、随机值脉冲噪声和条带噪声等电磁干扰，严重影响MERSI影像在科研应用和社会生产的发展和推广，因此电磁干扰的检测是十分重要的。本论文就风云中分辨率数据电磁干扰检测方法开展研究工作，主要有： (1) 分析电磁干扰产生机理和分布特性，归纳风云中分辨率数据的三类噪声：异常数据块、随机值脉冲噪声和条带噪声，建立数学模型，为电磁干扰检测提供理论依据。 (2) 针对异常数据块与正常数据有显著的分界线的特征，评估 MERSI 影像行或列差异均值，分别采用阈值法和边缘检测法检测异常数据块，并评价算法优劣。实验结果表明阈值法对跨度较大的异常数据块的检测效果优于边缘检测法，而边缘检测法能作为跨度较小的异常数据块的补充算法。 (3) 提出基于棋盘分割和影像低粗糙度区域选取的随机值脉冲噪声率评估法，评估MERSI影像的噪声率，为后续阈值选择提供理论支持；研究中值滤波结构、绝对差值排序、细节图像结构窗滤波等检测机制，并评价检测机制优劣。实验结果证明细节图像结构窗滤波能获得最好的随机值脉冲噪声检测效果，并客观准确地保护MERSI影像边缘结构和纹理信息。 (4) 研究直方图匹配法、矩匹配法及其改进法、傅里叶变换法和小波变换法等典型的条带噪声检测机制，其针对风云中分辨率数据周期性条带噪声在空间域和频率域的特点。实验对比分析电磁干扰检测效果和存在问题，结果表明基于均值补偿的矩匹配法在检测条带噪声的能力优于其它算法。 本论文选择最优的算法分别将MERSI影像的异常数据块，随机值脉冲噪声和条带噪声检测出来，达到了检测风云中分辨率数据电磁干扰的目的，获得较好的检测效果，提高MERSI影像的反演产品的精度。

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