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Noise Reduction in Hyperspectral Imagery: Overview and Application

Rasti, Behnood und Scheunders, Paul und Ghamisi, Pedram und Licciardi, Giorgio und Chanussot, Jocelyn (2018) Noise Reduction in Hyperspectral Imagery: Overview and Application. Remote Sensing, 3 (482), Seiten 1-28. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs10030482. ISSN 2072-4292.

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Offizielle URL: http://www.mdpi.com/2072-4292/10/3/482

Kurzfassung

Hyperspectral remote sensing is based on measuring the scattered and reflected electromagnetic signals from the Earth’s surface emitted by the Sun. The received radiance at the sensor is usually degraded by atmospheric effects and instrumental (sensor) noises which include thermal (Johnson) noise, quantization noise, and shot (photon) noise. Noise reduction is often considered as a preprocessing step for hyperspectral imagery. In the past decade, hyperspectral noise reduction techniques have evolved substantially from two dimensional bandwise techniques to three dimensional ones, and varieties of low-rank methods have been forwarded to improve the signal to noise ratio of the observed data. Despite all the developments and advances, there is a lack of a comprehensive overview of these techniques and their impact on hyperspectral imagery applications. In this paper, we address the following two main issues; (1) Providing an overview of the techniques developed in the past decade for hyperspectral image noise reduction; (2) Discussing the performance of these techniques by applying them as a preprocessing step to improve a hyperspectral image analysis task, i.e., classification. Additionally, this paper discusses about the hyperspectral image modeling and denoising challenges. Furthermore, different noise types that exist in hyperspectral images have been described. The denoising experiments have confirmed the advantages of the use of low-rank denoising techniques compared to the other denoising techniques in terms of signal to noise ratio and spectral angle distance. In the classification experiments, classification accuracies have improved when denoising techniques have been applied as a preprocessing step.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119958/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Noise Reduction in Hyperspectral Imagery: Overview and Application
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rasti, BehnoodKeilir Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scheunders, PaulUniversity of AntwerpNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghamisi, PedramMF-DASNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Licciardi, GiorgioInstitute Nationale Polytechnique de GrenobleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chanussot, JocelynInstitute Nationale Polytechnique de GrenobleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 März 2018
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:3
DOI:10.3390/rs10030482
Seitenbereich:Seiten 1-28
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:classification; denoising; hyperspectral imaging; hyperspectral remote sensing; image analysis; image processing; inverse problems; low-rank; noise reduction; remote sensing; restoration; sparsity; sparse modeling; spectroscopy
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahren (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Hinterlegt von: Ghamisi, Pedram
Hinterlegt am:24 Mai 2018 12:11
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:26

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