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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-01272015-214540


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
BRACCINI, GIACOMO
URN
etd-01272015-214540
Titolo
Metodi per la rivelazione automatica di oggetti in immagini iperspettrali basati su una strategia "forward modelling"
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Ing. Matteoli, Stefania
relatore Ing. Acito, Nicola
relatore Prof. Diani, Marco
Parole chiave
  • maximum likelihood ratio test
  • telerilevamento
  • SVD
  • Kelly
  • Lettura del Database
  • hyperspectral imagery
  • sottospazio vettoriale
  • Healey-Slater
  • Generazione del Database
  • mixed pixel
  • Database
  • full pixel
  • target
  • subpixel
  • background
  • statistica di rivelazione
  • probabilità di falso allarme
  • ACE
  • subspace based GLRT
  • target detection
  • radiance linear mixing model
  • interfaccia matlab/modtran
  • Forward modelling
Data inizio appello
19/02/2015
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
19/02/2085
Riassunto
In questa tesi vengono affrontati gli aspetti teorici e pratici relativi alla rivelazione automatica di materiali in immagini iperspettrali basata su strategia "Forward Modelling". Durante l'applicazione dei vari algoritmi di rivelazione vengono tenute di conto le varie condizioni atmosferiche e d’illuminazione. Nelle applicazioni reali i dati acquisiti da sensori iperspettrali dipendono dalla riflettanza della superficie osservata, ma anche dalle condizioni atmosferiche, geometriche e d’illuminazione dello scenario di acquisizione. Queste spesso non sono note principalmente perché l’operatore non ne è a conoscenza; per questo motivo non è conveniente tentare di compensare i loro effetti sul dato misurato. Nel corso della tesi è stata quindi studiata una metodologia per permettere la rivelazione dei target indipendentemente dalle condizioni di acquisizione, ipotizzando nota la riflettività dei materiali ricercati. In particolare la strategia prevede la generazione di un database di dati, contenenti le componenti di radianza, che rappresentano un particolare caso atmosferico e sono necessarie per l'implementazione di vari modelli di trasferimento radiativo (tre tipi di modelli sono stati studiati in questo lavoro); al fine di creare questo archivio è necessario impostare tutti i parametri considerati variabili sulla scena, fissando invece quelli che sono reputati statici e semi-statici. Una volta generate attraverso un'interfaccia fra due diversi ambienti di simulazione (Matlab e MODTRAN), queste componenti vengono estratte dal database e ,combinate con la firma di riflettanza nota di un certo bersaglio, riescono a riprodurre la radianza che raggiunge il sensore per ogni condizione atmosferica considerata. Questo set radianze, interpretabili come vettori,giaciono in un sottospazio vettoriale di dimensione inferiore rispetto alla cardinalità delle radianze che simulano il trasferimento radiativo, descrivendo la variabilità atmosferica contenuta in tale set. Vengono trattati alcuni algoritmi presenti in letteratura che basano il loro funzionamento sul sottospazio generato: l'algoritmo full-pixel presentato da Healey Slater e gli algoritmi sub-pixel secondo i metodi Kelly, ACE e SB-GLRT. Si riportano inoltre le prestazioni ottenute dall’implementazione di questi metodi su dati reali misurati da un sensore iperspettrale aviotrasportato relativi a due giorni consecutivi con orari differenti. E' risultato interessante confrontare i risultati ottenuti con i vari algoritmi; infatti, considerando come indice prestazionale la probabilità di falso allarme alla prima rivelazione è stato individuato quale fra questi algoritmi è il più performante;dato un particolare bersaglio, valutando le firme in radianza sull'immagine acquisita degli oggetti ritenuti falsi allarmi all'interno della statistica di rivelazione, sono stati classificati come veri e propri falsi allarmi quei materiali con firma diversa da quella del bersaglio d'interesse
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