三讲遥感图像处理2.ppt
三讲遥感图像处理2 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2遥感图像处理遥感图像处理光学图像光学图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图像数字图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对比度变换对比度变换空间滤波空间滤波彩色变换彩色变换图像运算图像运算多光谱变换多光谱变换34数字图像增强数字图像增强什么是数字图像？数字图像直方图？51 对比度变换对比度变换2 空间滤波空间滤波3 彩色变换彩色变换数字图像增强数字图像增强6对比度变换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。7纠正前的图像及直方图：纠正前的图像及直方图：偏暗偏暗对比度变换对比度变换8纠正后的图像及直方图纠正后的图像及直方图对比度变换对比度变换9对比度变换对比度变换对比度变换的同义词：对比度增强（拉伸，stretch）、反差增强、直方图变换、辐射增强、点增强对比度变换对比度变换直方图拉伸直方图拉伸直方图均衡直方图均衡直方图匹配直方图匹配线性变换（分段线性）线性变换（分段线性）非线性变换非线性变换1011对比度变换对比度变换12对比度变换对比度变换1、直方图拉伸、直方图拉伸（1）线性变换）线性变换增强前后灰度函数关系符合线性关系式：增强前后灰度函数关系符合线性关系式：x=kx+bx增强后的灰度值增强后的灰度值,x增强前的灰度值增强前的灰度值,b常数常数,k斜率斜率13Input DNOutput DNb1255255a1a2b2对比度变换对比度变换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？xaxb14对比度变换对比度变换1、直方图拉伸、直方图拉伸（1）线性变换）线性变换线性变换线性变换15对比度变换对比度变换1、直方图拉伸、直方图拉伸（1）线性变换）线性变换分段线性变换分段线性变换16对比度变换对比度变换原始图象原始图象变换后图象变换后图象17对比度变换对比度变换对图像亮度值的影响？1、直方图拉伸、直方图拉伸（2）非线性变换）非线性变换18对比度变换对比度变换192 2 2 2、直方图均衡化（、直方图均衡化（、直方图均衡化（、直方图均衡化（Histogram EqualizationHistogram EqualizationHistogram EqualizationHistogram Equalization）非线性的增强方法；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；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围，频率高的部分被增强了,频率低的部分被压频率低的部分被压缩。缩。对比度变换（补充）对比度变换（补充）202 2 2 2、直方图均衡化（、直方图均衡化（、直方图均衡化（、直方图均衡化（Histogram EqualizationHistogram EqualizationHistogram EqualizationHistogram Equalization）变换函数是原图像累计直方图曲线变换函数是原图像累计直方图曲线变换函数是原图像累计直方图曲线变换函数是原图像累计直方图曲线对比度变换（补充）对比度变换（补充）21效果效果：增强了峰值处的对比度，两端（最亮和最：增强了峰值处的对比度，两端（最亮和最暗）的对比度减弱了暗）的对比度减弱了22原始的直方图原始的直方图均衡化后的直方图均衡化后的直方图23直方图均衡化实例直方图均衡化实例24直方图均衡化实例直方图均衡化实例25直方图均衡化实例直方图均衡化实例263 3 3 3、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)把原图象的直方图变换为某种指定形状的直方图或某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匹配的图象对比度变换（补充）对比度变换（补充）273 3 3 3、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)主要应用于有一幅很好的图象作为标准的情况下，对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应用于数字镶嵌对比度变换（补充）对比度变换（补充）283 3 3 3、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配、直方图匹配(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)(histogram matching)对比度变换（补充）对比度变换（补充）293031直方图匹配：条件直方图匹配：条件（运用两幅图象）（运用两幅图象）原始图象和参考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）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，另一幅没图象是否覆盖同一地区。如一幅有云，另一幅没有云，应先将云去掉（覆盖），然后再进行直方有云，应先将云去掉（覆盖），然后再进行直方图匹配图匹配对比度变换（补充）对比度变换（补充）321 对比度变换对比度变换2 空间滤波（邻空间滤波（邻域增强）域增强）3 彩色变换彩色变换数字图像增强数字图像增强33空间滤波空间滤波对对比比度度变变换换：点点增增强强，是是单单个个像像元元的的运运算算，从整体上改善图像质量；从整体上改善图像质量；空空间间滤滤波波（邻邻域域增增强强）：中中心心像像元元与与周周围围相相邻邻像像元元间间的的运运算算，有有目目的的的的突突出出突突出出图图像像的的某某些些特特征征，如如突突出出边边缘缘或或线线性性地地物物，用用于于去去噪声、图像平滑、锐化和相关运算。噪声、图像平滑、锐化和相关运算。34空间滤波空间滤波1 1、图像卷积运算、图像卷积运算模板图像窗口？35空间滤波空间滤波1 1、图像卷积运算、图像卷积运算36空间滤波空间滤波作用作用抑制噪声，增强地物的某些特征抑制噪声，增强地物的某些特征平滑：平滑：均值、中值滤波均值、中值滤波锐化：锐化：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯 算法、定向检测等。算法、定向检测等。1 1、图像卷积运算、图像卷积运算37空间滤波空间滤波2 2、平滑、平滑、平滑、平滑 图图像像中中某某些些亮亮度度变变化化过过大大的的区区域域，或或出出现现不不该该有有的的亮亮点点（噪噪声声）时时，采采用用平平滑滑的的方方法法可可以以减减小小变变化，使亮度平缓或去掉化，使亮度平缓或去掉“噪声噪声”点。点。均均值值平平滑滑（滤滤波波）：每每个个像像元元在在以以其其为为中中心心的的邻邻域域内取平均值来代替该像元值。内取平均值来代替该像元值。中中值值滤滤波波：每每个个像像元元在在以以其其为为中中心心的的邻邻域域内内取取中中间间亮度值来代替该像元值。亮度值来代替该像元值。问题：该怎么样来设计模板？3839空间滤波空间滤波均值平滑模板均值平滑模板2 2、平滑、平滑、平滑、平滑40空间滤波空间滤波原始图像原始图像均值滤波图像均值滤波图像2 2、平滑、平滑、平滑、平滑41空间滤波空间滤波3 3、锐化、锐化、锐化、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。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。锐化后的图像不再具有原图像的特征，成为边缘图像。平滑通过积分使图像边缘模糊，锐化则通过微分使图像平滑通过积分使图像边缘模糊，锐化则通过微分使图像边缘突出、清晰。边缘突出、清晰。42空间滤波空间滤波3 3、锐化、锐化、锐化、锐化通过各种方法计算梯度，产生梯度图像。通过各种方法计算梯度，产生梯度图像。通过各种方法计算梯度，产生梯度图像。通过各种方法计算梯度，产生梯度图像。43空间滤波空间滤波（1）罗伯特）罗伯特(Roberts)梯度梯度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。3 3、锐化、锐化、锐化、锐化44空间滤波空间滤波（2）索伯尔）索伯尔(Sobel)梯度梯度3 3、锐化、锐化、锐化、锐化45空间滤波空间滤波3 3、锐化、锐化、锐化、锐化（3）Laplace算法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。算法意义是检测亮度变化率的变化率，相当于二阶微分。46空间滤波空间滤波3 3、锐化、锐化、锐化、锐化（4）定向检测定向检测47垂直定向检测水平定向检测Laplace算法481 对比度变换对比度变换2 空间滤波空间滤波3 彩色变换彩色变换数字图像增强数字图像增强49彩色变换彩色变换1 1、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换伪伪彩彩色色(pseudocolor):单单波波段段灰灰度度图图像像的的彩彩色色表表示或显示示或显示密密度度分分割割：将将连连续续的的灰灰度度值值转转换换为为少少量量的的灰灰度度区区间，并用不同的颜色表示间，并用不同的颜色表示增强了图像的目视解译效果增强了图像的目视解译效果501 1、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换彩色变换彩色变换51TM3密度分割（5级）粗略显示水体、植被、裸地/城镇等类别1 1、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换、单波段彩色变换彩色变换彩色变换522 2、多波段彩色变换、多波段彩色变换、多波段彩色变换、多波段彩色变换彩色变换彩色变换真彩色(true color):RGB；假彩色(false color)：RGB3-2-1 7-4-2标准假彩色（TM432）
