System of digital noise filtering of hyperspectral images

Abstract

In today's world, remote sensing has become an incredibly powerful and vital technology, changing the way we acquire information about our globe and beyond. It entails gathering data from afar through satellites, airplanes, drones, or ground-based sensors. The capacity of technology to collect data across wide regions for long time periods, allowing for thorough monitoring and analysis, is an important feature. It is used in a wide variety of disciplines in thousands of different use cases, including most earth sciences, such as meteorology, geology, hydrology, ecology, oceanography, glaciology, geography, and in land surveying, as well as applications in military, intelligence, commercial, economic, planning, and humanitarian fields. Its importance cannot be emphasized enough, as it provides vital insights and data for informed decision-making and long-term growth. Remote sensing gathers samples of emitted and reflected electromagnetic radiation from terrestrial, atmospheric, and aquatic ecosystems to detect and monitor the physical characteristics of the area without physical contact. However, one significant challenge that remote sensing encounters is the presence of image noise. Noise refers to any unwanted information that contaminates an image, causing distortions. It arises from various sources when images are captured. The primary cause of noise in digital images is the process of converting an optical image into a continuous electrical signal during digital image acquisition. The introduction of noise into an image can occur in different ways, depending on the image creation method. For instance, satellite images often contain noise signals that result in distorted images, making it difficult to comprehend and study them effectively. To address this issue, appropriate filters are employed to limit or reduce the amount of noise present.

У сучасному світі дистанційне зондування стало неймовірно потужною та важливою технологією, яка змінила спосіб отримання інформації про нашу земну кулю та за її межами. Це передбачає збір даних здалеку за допомогою супутників, літаків, дронів або наземних датчиків. Здатність технології збирати дані у великих регіонах протягом тривалого періоду часу, що дозволяє проводити ретельний моніторинг і аналіз, є важливою особливістю. Він використовується в широкому спектрі дисциплін у тисячах різних випадків використання, включаючи більшість наук про Землю, таких як метеорологія, геологія, гідрологія, екологія, океанографія, гляціологія, географія, а також у геодезії, а також у військовій та розвідувальній сферах. , комерційна, економічна, планувальна та гуманітарна сфери. Його важливість важко підкреслити, оскільки він надає життєво важливу інформацію та дані для прийняття обґрунтованих рішень і довгострокового зростання. Дистанційне зондування збирає зразки випромінюваного та відбитого електромагнітного випромінювання від наземних, атмосферних і водних екосистем для виявлення та моніторингу фізичних характеристик території без фізичного контакту. Однак однією з важливих проблем, з якими стикається дистанційне зондування, є наявність шуму зображення. Шум – це будь-яка небажана інформація, яка забруднює зображення, спричиняючи спотворення. Він виникає з різних джерел під час зйомки зображень. Основною причиною шуму в цифрових зображеннях є процес перетворення оптичного зображення в безперервний електричний сигнал під час отримання цифрового зображення. Введення шуму в зображення може відбуватися різними способами, залежно від способу створення зображення. Наприклад, супутникові зображення часто містять шумові сигнали, які призводять до спотворення зображень, що ускладнює їх розуміння та ефективне вивчення. Щоб вирішити цю проблему, використовуються відповідні фільтри, щоб обмежити або зменшити рівень наявного шуму.