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Título: SYNTHESIS OF MULTISPECTRAL OPTICAL IMAGES FROM SAR/OPTICAL MULTITEMPORAL DATA USING CONDITIONAL GENERATIVE ADVERSARIAL NETWORKS
Autor: JOSE DAVID BERMUDEZ CASTRO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  RAUL QUEIROZ FEITOSA - ADVISOR
PATRICK NIGRI HAPP - CO-ADVISOR

Nº do Conteudo: 52114
Catalogação:  08/04/2021 Idioma(s):  ENGLISH - UNITED STATES
Tipo:  TEXT Subtipo:  THESIS
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52114@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=52114@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.52114

Resumo:
Optical images from Earth Observation are often affected by the presence of clouds. In order to reduce these effects, different reconstruction techniques have been proposed in recent years. A common alternative is to explore data from active sensors, such as Synthetic Aperture Radar (SAR), as they are nearly independent on atmospheric conditions and solar lighting. On the other hand, SAR images are more difficult to interpret than optical images, requiring specific treatment. Recently, conditional Generative Adversarial Networks (cGANs) have been widely used to learn mapping functions that relate data of different domains. This work proposes a method based on cGANs to synthesize optical data from data of other sources: data of multiple sensors, multitemporal data and data at multiple resolutions. The working hypothesis is that the quality of the generated images benefits from the number of data used as conditioning variables for cGAN. The proposed solution was evaluated in two databases. As conditioning data we used co-registered data from SAR at one or two dates produced by the Sentinel 1 sensor, and optical images produced by the Sentinel 2 and LANDSAT satellite series, respectively. The experimental results demonstrated that the proposed solution is able to synthesize realistic optical data. The quality of the synthesized images was measured in two ways: firstly, based on the classification accuracy of the generated images and, secondly, on the spectral similarity of the synthesized images with reference images. The experiments confirmed the hypothesis that the proposed method tends to produce better results as we explore more conditioning data for the cGANs.

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