遥感数字图像处理教程_09图像变换

1、遥感数字图像处理遥感数字图像处理概述概述图像变换图像变换定义：定义：为达到图像处理的某种目的而使用的数学方法为达到图像处理的某种目的而使用的数学方法目的：目的： 简化图像处理简化图像处理 便于图像特征提取便于图像特征提取 图像压缩图像压缩 增强对图像信息的理解增强对图像信息的理解过程：过程： 正变换：将图像变换成新的图像，然后进行处理正变换：将图像变换成新的图像，然后进行处理 逆变换：将处理后的图像还原为原始形式的图像，以便和逆变换：将处理后的图像还原为原始形式的图像，以便和原始图像进行对比原始图像进行对比概述概述图像变换图像变换主要方法：主要方法：傅里叶变换：傅里叶变换：针对特定波段图像的频

2、率特征进行分析针对特定波段图像的频率特征进行分析处理，常用于周期性噪声的去除处理，常用于周期性噪声的去除主成分变换：主成分变换：针对多波段图像进行处理，常用于数据针对多波段图像进行处理，常用于数据的压缩或噪声的去除的压缩或噪声的去除缨帽变换：缨帽变换：针对针对landsat图像的多波段经验性变换方法，图像的多波段经验性变换方法，可以较好突出主体地物的特征可以较好突出主体地物的特征代数运算：代数运算：通过简单的代数运算产生新的波段图像，通过简单的代数运算产生新的波段图像，增强特定地物的信息增强特定地物的信息彩色变换：彩色变换：将图像从将图像从rgb彩色空间变换到其他彩色空彩色空间变换到其他彩色空

3、间，突出间，突出rgb彩色空间难以表现的内容彩色空间难以表现的内容数据压缩数据压缩第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.1 基本概念基本概念傅里叶变换是指非周期函数的正弦和或余弦和乘以加权函数的积分表示。傅里叶变换是指非周期函数的正弦和或余弦和乘以加权函数的积分表示。傅里叶变换可分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。数字图像处理中使傅里叶变换可分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。数字图像处理中使用的是（二维）离散傅里叶变换，即是将图像分离成不同空间频率组分的过程。用的是（二维）离散傅里叶变换，即是将图像分离成不同空间频率组分的过程。傅里叶变换在数字图像处理中的作用傅里叶变换在数字图像处理中的作用

4、图像滤波图像滤波特征提取特征提取周期性噪声去除周期性噪声去除第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.1 基本概念基本概念傅里叶变换和频谱傅里叶变换和频谱 22( )( )( )( )( )( )iftiftx fx t edtx tx f edfx tx fx t傅里叶正变换：傅里叶逆变换：为信号（ ）为的频谱傅里叶正变换即由信号求频谱的过程又称为频谱分析傅里叶正变换即由信号求频谱的过程又称为频谱分析第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.1 基本概念基本概念傅里叶变换和频谱傅里叶变换和频谱 信号信号x (t)的组成的组成( )( )( )( )( )x ts tn ts tn t为有效信号为干扰

5、信号信号处理的目的：消弱干扰信号，保持或增强有效信号信号处理的目的：消弱干扰信号，保持或增强有效信号信号处理的方法：频率域滤波（有效信号和干扰信号的频信号处理的方法：频率域滤波（有效信号和干扰信号的频谱一般是不同）谱一般是不同）第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.1 基本概念基本概念连续信号的滤波和卷积连续信号的滤波和卷积 ( )( )( )( )x ty th th f为输入信号为输出信号为滤波因子（滤波器时间函数、脉冲响应函数）为滤波器频谱（频率响应函数）第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.4 频率域图像频率域图像空间域图像空间域图像频率域图像频率域图像线性地物线性地物高频成分高频成分

6、面状地物面状地物低频成分低频成分0空间频率空间频率低空间频率低空间频率高空间频率高空间频率图像的空间频率图像的空间频率第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.4 频率域图像频率域图像特点特点1、呈中心对称、呈中心对称2、原点、原点f(0,0)位于图像中心位于图像中心3、中心的亮度为原始图像的平均亮度值，频率为、中心的亮度为原始图像的平均亮度值，频率为0，频率由，频率由中心向外逐渐增大中心向外逐渐增大4、频率域图像中明显的频率变化方向与原始图像中地物分布、频率域图像中明显的频率变化方向与原始图像中地物分布方向垂直方向垂直第一节第一节 傅里叶变换傅里叶变换1.4 频率域图像频率域图像第一节第一节 傅

7、里叶变换傅里叶变换1.4 频率域图像频率域图像第二节第二节 主成分变换主成分变换目的：目的：减少图像波段之间的相关性、去除多余信息、较少数据量，减少图像波段之间的相关性、去除多余信息、较少数据量，主要用于数据压缩和信息增强主要用于数据压缩和信息增强 主成分变换主成分变换是基于变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息是基于变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息的前提下的一种变换方法。在遥感软件中常被称为的前提下的一种变换方法。在遥感软件中常被称为k-l变换。变换。第三节第三节 缨帽变换缨帽变换3.1 基本原理基本原理缨帽变换旋转坐标空间，旋转后的坐标轴指向与地物有密切关缨帽变换旋转坐标空间，旋转后的坐

8、标轴指向与地物有密切关系，特别是与植物生长过程和土壤有关的方向系，特别是与植物生长过程和土壤有关的方向缨帽变换可以实现信息压缩，帮助解译分析农作物特征缨帽变换可以实现信息压缩，帮助解译分析农作物特征缨帽变换主要用于缨帽变换主要用于mss和和tm数据数据第四节第四节 代数运算代数运算4.1 概述概述定义：定义：根据地物本身在不同波段的灰度差异，通过不同波段之根据地物本身在不同波段的灰度差异，通过不同波段之间简单的代数运算产生新的间简单的代数运算产生新的“波段波段”，达到突出感兴趣的地物，达到突出感兴趣的地物信息、压抑不感兴趣的地物信息的图像增强方法信息、压抑不感兴趣的地物信息的图像增强方法操作对

9、象：操作对象： 多波段图像多波段图像 经过空间配准的两幅或多幅单波段图像经过空间配准的两幅或多幅单波段图像 常数（另外至少有一个是波段）常数（另外至少有一个是波段） 图像文件（文件中的波段数和顺序必须相同）图像文件（文件中的波段数和顺序必须相同）第四节第四节 代数运算代数运算4.2 主要运算方式主要运算方式第四节第四节 代数运算代数运算4.2 主要运算方式主要运算方式动态监测动态监测图像背景清除图像背景清除运动目标检测与跟踪运动目标检测与跟踪不同图像处理效果的比较不同图像处理效果的比较目标识别目标识别第四节第四节 代数运算代数运算4.2 主要运算方式主要运算方式 掩膜处理掩膜处理第五节第五节 彩色变换彩色变换5.1 hsi彩色变换彩色变换his*/变换：变换：通过构建通过构建h（色调）、（色调）、i（强度）、（强度）、s（饱和度）模型来进行的彩色变换（饱和度）模型来进行的彩色变换 第五节第五节 彩色变换彩色变换5.1 his彩色变换彩色变换第五节第五节 彩色变换彩色