遥感图像处理

1、1第四章第四章 遥感图像处理遥感图像处理1）目标物的电磁波特性）目标物的电磁波特性2）信息的获取（传感器和遥感平台）信息的获取（传感器和遥感平台）3）信息的接收）信息的接收4）信息的处理）信息的处理5）信息的应用）信息的应用2遥感图像处理遥感图像处理光学影像光学影像光学原理和光学处理方法光学原理和光学处理方法数字影像数字影像数字图像校正数字图像校正数字图像增强数字图像增强多源信息复合多源信息复合31 颜色的性质和颜色立体颜色的性质和颜色立体2 加色法与减色法加色法与减色法3 黑白影像与彩色影像黑白影像与彩色影像4 光学处理（了解）光学处理（了解）光学原理与光学处理光学原理与光学处理45光和颜色

2、光和颜色电磁波谱中电磁波谱中0.38-0.760.38-0.76 m m的波段能引起人的视觉，称为的波段能引起人的视觉，称为可见光可见光, , 简称光简称光可见光加上紫外和红外部分来自原子和分子的发光辐射，可见光加上紫外和红外部分来自原子和分子的发光辐射，称为光学辐射称为光学辐射-光学遥感光学遥感光与色有什么不同？光与色有什么不同？光是色的源泉，色是光的表现。光是色的源泉，色是光的表现。“五光十色五光十色” 6亮度对比亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比C=C=（L L对象对象-L-L背景背景）/L/L背景背景选择适宜的对象及背景的亮

3、度，可以提高对比，从而提选择适宜的对象及背景的亮度，可以提高对比，从而提高视觉效果。高视觉效果。两个或多个对象间的对比，即两个或多个对象间的对比，即C=C= L L对象对象/L/L对象对象7亮度对比亮度对比8颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色相互影响。颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色相互影响。 受受视觉影响很大视觉影响很大( (所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它波长吸收的结果所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它波长吸收的结果) )两种颜色互相影响的结果，使每种颜色向其影响色的补色变两种颜色互相影响的结果，使每种颜色向其影响色的补色变化。两种颜色的边界，对比现象更加明显化

4、。两种颜色的边界，对比现象更加明显在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色时，这两种颜在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色时，这两种颜色称为互补色。色称为互补色。绿是品红的补色，蓝是黄的补色绿是品红的补色，蓝是黄的补色人眼能分辨一百多种不同颜色，彩色图象能表现更丰富的信人眼能分辨一百多种不同颜色，彩色图象能表现更丰富的信息量息量颜色对比9颜色对比1011颜色的性质颜色的性质q 颜色描述对遥感图象很重要，颜色描述对遥感图象很重要，颜色变换颜色变换是遥感图象处是遥感图象处理的重要方法。理的重要方法。q 所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它波长所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它波长

5、吸收的结果吸收的结果q 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述明度（明度（Lightness, 强度强度, Intensity）色调（色调（Hue）饱和度饱和度(Saturation)12明度明度（Lightness, 强度强度, Intensity）是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐射亮度是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐射亮度的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。物体反射率越高，明度就越高。白比灰，黄比红物体反射率越高，明度就越高。白比灰，黄比红光源：亮度越大，明度越高光源：亮度越大，明

6、度越高黑白图象：灰度、灰阶黑白图象：灰度、灰阶13灰度（明度）、灰阶灰度（明度）、灰阶14色调（色调（HueHue）色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同波长刺激人眼色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同波长刺激人眼产生了不同色彩（红产生了不同色彩（红紫）的感觉。紫）的感觉。从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对应一个波长值，从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对应一个波长值，是是光谱色光谱色。有时刺激人眼的光波不是单一波长，而是有时刺激人眼的光波不是单一波长，而是一些波长的组合一些波长的组合，也，也可构成一些颜色，但它们找不到对应的波长值，不叫光谱色。可构成一些颜色，但它们找

7、不到对应的波长值，不叫光谱色。15饱和度饱和度(Saturation)(Saturation)彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。对于光源，发出的若是单色光就是否单一的表示。对于光源，发出的若是单色光就是最饱和的彩色，如激光。对于物体颜色，如果物体最饱和的彩色，如激光。对于物体颜色，如果物体对光谱反射性有很高的选择性，只反射很窄的波段对光谱反射性有很高的选择性，只反射很窄的波段则饱和度高。则饱和度高。如果光源或物体反射光在某种波长中混有许多其它如果光源或物体反射光在某种波长中混有许多其它波长的光或混有白光则饱和度变低。波长的光或

8、混有白光则饱和度变低。黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。16彩色彩色 I IH S17颜色立体颜色立体18颜色立体颜色立体19三原色：三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色混合相加产生，三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。实验证明，调的颜色，则称之为三原色。实验证明，红、绿、蓝红、绿、蓝三种颜三种颜色是最优的三原色。色是最优的三原色。由三原色混合，可以产生其他颜色，称为由三原色混合，可以产生其他颜色，称为加色

9、法加色法。互补色：互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色若两种颜色混合产生白色或灰色 , , 这两种颜色就这两种颜色就称为互补色。称为互补色。加色法加色法2021颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更接近颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更接近实际情况。因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色相加产生。实际情况。因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色相加产生。对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等能光对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等能光谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数量值。谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数量值。所有光谱

10、色混合时，即形成等能光谱中的白光，且白光时由相所有光谱色混合时，即形成等能光谱中的白光，且白光时由相同数量的红绿蓝三原色组成。同数量的红绿蓝三原色组成。设光的总能量为设光的总能量为1，则白光由三原色各，则白光由三原色各1/3构成，即构成，即红红=绿绿=蓝蓝=1/3白，红白，红+绿绿+蓝蓝=白白根据上述原理，设计了色度图根据上述原理，设计了色度图色色 度度 图图22x: 红色的比例；红色的比例； y: 绿色的比例；蓝色比例可由绿色的比例；蓝色比例可由x+y+z=1导出；导出；弧形曲线代表光谱，线上每一点代表一种波长（弧形曲线代表光谱，线上每一点代表一种波长（nm）和光谱）和光谱颜色，曲线包围的部

11、分及直线部分代表非光谱色。颜色，曲线包围的部分及直线部分代表非光谱色。23减色法减色法彩色摄影、彩色印刷打印、美术颜料的混合彩色摄影、彩色印刷打印、美术颜料的混合减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生成色彩的方法。成色彩的方法。颜料本身的色彩是由于本身选择性地吸收了入射自然光中一颜料本身的色彩是由于本身选择性地吸收了入射自然光中一定波长的光，反射出未被吸收的色光而呈现出本身的色彩。定波长的光，反射出未被吸收的色光而呈现出本身的色彩。例如，黄色颜料是由于本身吸收了自然光中的蓝色光，反射例如，黄色颜料是由于本身吸收了自然光中的蓝色光

12、，反射出未被吸收的红光和绿光叠加混合的结果；品红颜料是由于吸出未被吸收的红光和绿光叠加混合的结果；品红颜料是由于吸收了自然光中的绿光，反射出红光和蓝光相加的结果；同样，收了自然光中的绿光，反射出红光和蓝光相加的结果；同样，青颜料是由于吸收了自然光中的红光成分，反射蓝光与绿光的青颜料是由于吸收了自然光中的红光成分，反射蓝光与绿光的结果。结果。24减法三原色减法三原色减法三原色：指加法三原色的补色，即黄、品红和青色。减法三原色：指加法三原色的补色，即黄、品红和青色。用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；

13、同样地，品红色是认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是减去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，减去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，黄、品红、青便是减色法的三原色。黄、品红、青便是减色法的三原色。将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿、将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。2526减色法实验减色法实验白光白光-蓝滤光片蓝滤光片-黄滤光片黄滤光片-？颜色？颜色27黑白影像与彩色影像黑白影像与彩色影像遥感影像常以照片（或数字影像）来表现遥感影像常以照片（或数字影像）来表现:单波段或全色波段表现为单波段或全色波段表现为黑白图像黑白图像，三波段组合表现为三波段组合表现为彩色影像彩色影像彩色彩色：真彩色真彩色(true color)：（三波段组合）：（三波段组合）假彩色假彩色(false color)：（三波段组合）：（三波段组合）伪彩色伪彩色(pseudo color)伪彩色伪彩色 (pseudocolor): 灰度图像