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農学部×Linux

農学部で情報系の勉強をしている人の備忘録。

【論文メモ2】Evaluation and Bias Removal of Multilook Effect on Entropy/Alpha/Anisotropy in Polarimetric SAR Decomposition

タイトル:Evaluation and Bias Removal of Multilook Effect on Entropy/Alpha/Anisotropy in Polarimetric SAR Decomposition

著者:Jong-Sen Lee et al.

雑誌:IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, Vol 46, No.10, October 2008.

 

ざっくり:

一様な地域のアンサンブル平均(空間平均?)では、エントロピーは過小評価され、アニソトロピーは過大評価されると言われている。

ルック数が増えるとコヒーレンス行列<T>のランク数(dim Im<T>)が上がるため、エントロピーは増加し、アニソトロピーは減少していく。

平均化アルファ角は固有値と、固有ベクトルに関するαの両方に依存するので、ルック数が増えると増加も減少もしうる。

 

この論文では都市、森林、荒い地表を対象に、モンテカルロシミュレーションコヒーレンス行列を評価した。

 

 【前半、シミュレーションの結果】

固有値

λ1は森林ではルック数を上げると減少していったが、都市と地表面では変化がなかった。都市ではλ1とλ2、λ2とλ3の差が大きかった。

 

エントロピー

49ルック以上でその増加は緩やかになった。

これはLopez-Martinez et al.が提案する81ルックより小さく、49ルックで十分とのこと。

ただしこのシミュレーションでは独立したサンプル(ピクセルのサンプル?)の平均なので、実用では81ルックとっておけば安全とのこと。

スペックルノイズの低減には5x5(25ルック)取ることを推奨している。

 

アニソトロピー:

やはり過剰検出。どのエリアもルック数を上げるにつれ、減少。

森林部での減少の速度は他の2つに比べて非常に遅いので、バイアス問題はもっとも重要。169ルックでもまだ過剰。

Lopez-Martinez et al.は121ルックは欲しいとのこと。

地表面と都市では81ルックで十分。

 

平均アルファ角:

ルック数によって増えたり減ったり。

25ルックを推奨、バイアス除去はアプリケーションによっては必要ない。

 

【後半、バイアス除去】

 

エントロピーのバイアス除去:

バイアスを測るために、エントロピー比Rを導入。

Rは ルック数を上げると線形的に減少。さらにレーダープラットホームと周波数とも独立に、同時に線形の関係にある。

 

アニソトロピーのバイアス除去:

森林・都市・地表面ともに区分線形関数で表すしかなかった。

試験的な結果は7x7で十分であった。

 

平均化エントロピーのバイアス除去:

バイアスの影響を受けるのは地表面のみ。

5x5か7x7で十分。

 

感想:

バイアス除去は慎重にやらないと痛い目にあうということがわかった。

ただ各種フィルタ演算とマルチルックの組み合わせをどうやればいいかまでは分からなかった。

 

次に読む論文:

1,An Entropy Based Classification Scheme for Land Applications of Poarimetric SAR. :Cloude-Pottier分解の原著論文。アルファ角とエントロピーがなぜ

実験的事実と整合しているのかが知りたい。

 

2,Inversion of srface parameters from polarimetic SAR.

地表面のでこぼこさの評価にアニソトロピーを使っているらしい。

 

3, Estimation of the Equivalent Number of Looks in Polarimetric Synthetic Aperture Radar Imagery

ENLに関する論文。