第8章-遥感图像基本处理

1接收预处理用户应用处理分析结果输出遥感成像过程--第八章遥感图像基本处理电磁辐射与地物光谱特征2第八章遥感图像的基本处理遥感图像的基本处理数字图像校正数字图像增强多源信息复合对比度变换空间滤波彩色变换图象运算多光谱变换3数字图像增强什么是数字图像的直方图？增强目视效果：提高图像质量和突出所需信息，有利于分析判读或作进一步的处理。假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的。1）峰值偏向亮度坐标轴左侧，图像偏暗。2）峰值偏向坐标轴右侧，图像偏亮，3）峰值提升过陡、过窄，图像的高密度值过于集中。以上情况均是图像对比度较小，图像质量较差的反映。41、对比度变换通过改变像元的亮度值来改变图像像元的对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。亮度值是辐射强度的反映----称之为辐射增强。5纠正前的图像及直方图：偏暗纠正后的图像及直方图1、对比度变换6（1）、线性变换（2）、非线性变换增强前后灰度函数关系符合线性关系式：

x’=kx+bx’增强后的灰度值,x增强前的灰度值,b常数,k斜率1、对比度变换71、对比度变换—线性变换亮度值0～15图像拉伸为0～30，要设计一个线性变换函数，横坐标xa为变换前的亮度值，纵坐标xb为变换后的亮度值。当亮度值xa从0～15变换成xb从0～30，如何设计该线性变换函数？

xb=2xa81、对比度变换—线性变换9OutputDN255求直线方程？直线形态对图像亮度值的影响？对图像的不同亮度值区域如何进行差异变换？InputDNb1255a1a2b2xaxb1、对比度变换—线性变换10对比图4.18：第一、三段为压缩，第二段为拉伸，每一段的变换方程为：分段线性变换：拉伸、压缩。1、对比度变换—分段线性变换11对图像亮度值的影响？1、对比度变换—非线性变换指数变换：其意义是在亮度值较高的部分扩大亮度间隔--属于拉伸，在亮度值较低的部分缩小亮度间隔--属于压缩。对数变换：与指数变换相反，意义是在亮度值较低的部分拉伸，而在亮度值较高的部分压缩。122、直方图均衡化（HistogramEqualization）非线性的增强方法；将每个灰度区间等概率分布，代替了原来的随机分布，即增强后的每个灰度级内有大致相同的象元数；通过改变灰度区间来实现；根据灰度值的出现频率来分配它们的亮度显示范围，频率高的部分被增强了,频率低的部分被压缩。对比度变换（补充）13效果：增强了峰值处的对比度，两端（最亮和最暗）的对比度减弱了14原始的直方图均衡化后的直方图15直方图均衡化实例16直方图均衡化实例173、直方图匹配(histogrammatching)把原图象的直方图变换为某种指定形状的直方图或某一参考图象的直方图，然后按照已知的指定形态的直方图调整原图象各象元的灰级，最后得到一个直方图匹配的图象。使用的模板有正态拉伸匹配、暗区拉伸匹配、亮区拉伸匹配。主要应用于有一幅很好的图象作为标准的情况下，对另一图象进行匹配，以改善被处理图象的质量。应用于数字镶嵌对比度变换（补充）18直方图匹配：条件（运用两幅图象）原始图象和参考图象两个图象的直方图的总体形态应相似图象中相对亮和暗的特征应相同对某些应用，图象的分辨率应相同（但可不同）图象中的地物类型的相对分布应相同，无论两幅图象是否覆盖同一地区。如一幅有云，另一幅无云，应先将云去掉（覆盖），然后再进行直方图匹配。对比度变换（补充）192空间滤波（邻域增强）数字图像增强对比度变换：点增强，是单个像元的运算，从整体上改善图像质量；空间滤波（邻域增强）：中心像元与周围相邻像元间的运算，用于去噪声、图像平滑、锐化和相关运算。202、空间滤波1、图像卷积运算模板图像窗口21空间滤波作用抑制噪声，增强地物的某些特征平滑：均值、中值滤波锐化：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测等。1、图像卷积运算22空间滤波2、平滑

图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点（噪声）时，采用平滑的方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉“噪声”点。

均值平滑（滤波）：每个像元在以其为中心的邻域内取平均值来代替该像元值。中值滤波：每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度值来代替该像元值。

问题：该怎么样来设计模板？23空间滤波2、平滑均值平滑模板原始图像均值滤波图像24空间滤波3、锐化为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方法。锐化后的图像不再具有原图像的特征，成为边缘图像。

常用几种：罗伯特梯度索伯尔梯度拉普拉斯算法定向检测25空间滤波（1）罗伯特(Roberts)梯度r(i,j)r(i,j+1)r(i+1,j)r(i+1,j+1)意义在于用交叉的方法检测出像元与其邻域在上下之间或左右之间或斜方向之间的差异。怎么样设计模板？3、锐化梯度：反映相邻象元的亮度变化率2627空间滤波（2）索伯尔(Sobel)梯度3、锐化（3）Laplace算法算法意义是检测亮度变化率的变化率，相当于二阶微分。

28空间滤波3、锐化（4）定向检测垂直定向检测水平定向检测Laplace算法29不同的彩色变换可大大增强图像的可读性，常用的三种彩色变换方法。单波段彩色变换多波段彩色变换

HSI变换数字图像增强3、彩色变换303、彩色变换1）、单波段彩色变换伪彩色(pseudocolor):单波段灰度图像的彩色表示或显示。密度分割：将连续的灰度值转换为少量的灰度区间，并用不同的颜色表示。目的：增强图像的目视解译效果数字图像增强311）、单波段彩色变换彩色变换32TM3密度分割（5级）粗略显示水体、植被、裸地/城镇等类别1）、单波段彩色变换彩色变换分层方案与地物光谱差异对应得好，可以区分出地物的类别。332）、多波段彩色变换彩色变换真彩色(truecolor):RGB；假彩色(falsecolor)：RGB3-2-17-4-2标准假彩色（TM432）343）、HLS变换彩色变换HSI代表色调、饱和度和明度（hue，saturation,intensity）。色彩模式可以用近似的颜色立体来定量化。颜色立体曲线锥形改成上下两个六面金字塔状。354、图像运算

两幅或多幅单波段图像，空间配准后可进行算术运算，实现图像的增强。

1、差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度（灰度）值相减。差值图像提供了不同波段或不同时相图像间的差异信息。

2、比值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度（灰度）值相除（除数不为0）。比值图像，像元的亮度反映了两个波段光谱比值的差异，常用来检测植被，消除“同物异谱”现象。364、图像运算1）、差值运算？1）出现负值2）像元灰度值大于255。两个波段相减,反射率差值大的被突出出来。图像的差值运算有利于目标与背景反差较小的信息提取，如冰雪覆盖区，海岸带的潮汐线等。37TM4-3-2TM4-TM34、图像运算1）、差值运算384、图像运算2）、比值运算1）除数为零2）像元灰度值大于255。39植被指数：是基于植被叶绿素在红色波段的强烈吸收以及在近红外波段的强烈反射，通过红和近红外波段的比值或线性组合实现对植被信息状态的表达。4、图像运算2）、比值运算40植被指数有许多不同的表达公式：SR=NIR/R