遥感数字图像增强.pptx
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1、2 2、多波段彩色变换、多波段彩色变换概念:利用计算机将同一地区不同波段的图像存放在不同通道的存储器中,并依照彩色合成原理,分别对各通道的图像进行单基色变换,在彩色屏幕上进行叠置,从而构成彩色合成图像。合成方案:彩色合成图像分为真彩色图像和假彩色图像。方法演示第3页/共65页第4页/共65页第5页/共65页TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7第6页/共65页TM7,4,1TM5,7,2TM5,4,3TM4,3,2第7页/共65页ENVI彩色合成演示第8页/共65页3 3、HLSHLS变换变换RGBRGB模式与模式与HLSHLS模式模式将将RGBRGB模式转换成模式转换成HLSHLS模式,
2、对于定量的表示色彩特性,以及在应用程序中实现两种表达方式的转换具有重模式,对于定量的表示色彩特性,以及在应用程序中实现两种表达方式的转换具有重要意义。要意义。第9页/共65页二、对比度变换二、对比度变换直方图与图像的质量直方图与图像的质量概念:概念:是一种通过改变像元的亮度值来改变图像是一种通过改变像元的亮度值来改变图像像元对比度,从而改善图像质量的图像处理方法。像元对比度,从而改善图像质量的图像处理方法。将图像中过于集中的像元分布区域(亮度值分布将图像中过于集中的像元分布区域(亮度值分布范围)拉开扩展,扩大图像反差的对比度,增强范围)拉开扩展,扩大图像反差的对比度,增强图像表现的层次性。又叫
3、辐射增强。图像表现的层次性。又叫辐射增强。方法:方法:对比度线性变换和非线性变换。对比度线性变换和非线性变换。第10页/共65页1.线性变换:线性变换:在改善图像对比度时,如果采用线性或分段线性的函数关系,在改善图像对比度时,如果采用线性或分段线性的函数关系,那么这种变换就是线性变换。那么这种变换就是线性变换。调整线性参数,改变变换效果调整线性参数,改变变换效果分段式线性变换分段式线性变换2.非线性变换:非线性变换:变换函数为非线性函数时,即为非线性变换。变换函数为非线性函数时,即为非线性变换。第11页/共65页A linear stretch involves identifying low
4、er and upper bounds from the histogram(usually the minimum and maximum brightness values in the image)and applying a transformation to stretch this range to fill the full range.第12页/共65页This graphic illustrates the increase in contrast in an image before(left)and after(right)a linear contrast stretc
5、h.第13页/共65页If the input range is not uniformly distributed.In this case,a histogram-equalised stretch may be better.This stretch assigns more display values(range)to the frequently occurring portions of the histogram.In this way,the detail in these areas will be better enhanced relative to those are
6、as of the original histogram where values occur less frequently第14页/共65页This graphic illustrates the rather uneven increase in contrast in an image before(left)and after(right)a histogram equalised stretch.第15页/共65页三、空间滤波三、空间滤波以重点突出图像上某些特征为目的。滤波增强的原理:任何一个复杂的波形曲线都可以分解成具有不同频率(波长)的较为简单的波形曲线。概念概念:根据需要,舍
7、弃不需要的频率曲线,选择适宜和需要的频率波形曲线,重新构成新的图像,使一些地物或现象得到突出显示。第16页/共65页空间滤波:空间滤波:以突出图像上的某些特征为目的,通过像元与周围相邻像元的关系,采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强方法。图像卷积运算:图像卷积运算:在图像的左上角开一个与模板同样大小的活动窗口,图像窗口与模板像元的亮度值相乘再相加,得到新像元的灰度值。第17页/共65页A common filtering involves moving a window(活动窗口)of a few pixels in dimension(e.g.3x3,5x5,etc.)over each
8、pixel in the image,applying a mathematical calculation using the pixel values under that window,and replacing the central pixel with the new value.第18页/共65页Image of CHURN FarmDaedalus 1268 ATM Channel 3第19页/共65页A low-pass filter(低通滤波)is designed to emphasise larger,homogeneous areas of similar tone
9、and reduce the smaller detail in an image.Thus,low-pass filters generally serve to smooth(平滑)the appearance of an image.第20页/共65页A high-pass filter(高通滤波)does the opposite,and serves to sharpen the appearance of fine detail in an image.第21页/共65页Directional or edge detecting filters highlight linear f
10、eatures,such as roads or field boundaries.Vertical edges(垂直边缘)第22页/共65页Horizontal edgesDirectional Edge filters can also be designed to enhance features which are oriented in specific directions and are useful in applications such as geology,for the detection of linear geologic structures.第23页/共65页1
11、 1、平滑、平滑-图像中出现某些亮度值过大的区图像中出现某些亮度值过大的区域,或出现不该有的亮点时,采用平滑方法可域,或出现不该有的亮点时,采用平滑方法可以减小变化,使亮度平缓或去掉不必要的亮点。以减小变化,使亮度平缓或去掉不必要的亮点。比值平滑:将每个像元在以其为中心的区域内,取平均值来代替该像元值,以达到去掉尖锐“噪声”和平滑图像的目的。中值滤波:将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,以达到去掉尖锐“噪声”和平滑图像的目的。第24页/共65页2 2、锐化、锐化突出图像的边缘、线性目标或某些亮度变化率大的突出图像的边缘、线性目标或某些亮度变化率大的部分。部分。罗伯特梯度
12、:罗伯特梯度:找到了梯度较大的位置,也就找到了边缘,用不同的找到了梯度较大的位置,也就找到了边缘,用不同的梯度值代替边缘处像元的值,也就突出了边缘。梯度值代替边缘处像元的值,也就突出了边缘。索伯尔梯度索伯尔梯度拉普拉斯算法拉普拉斯算法定向检测定向检测第25页/共65页Edge Enhancementedge enhancement mathematically manipulates an image to provide a new image in which edges are made to stand out.第26页/共65页Smoothingsmoothing averages
13、the values of the pixel and its neighbors.If there is noise in the image(random pixel with random values)the smoothing process will remove these.第27页/共65页四、图像运算四、图像运算概念:两幅或多幅单波段影像,完成空间配准后,通过一系列运算,可以实现图像增强,达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。原理:地物不同波段的光谱差异。第28页/共65页1.比值运算:比值运算:两幅同样行列数的图像,对应像元两幅同样行列数的图像,对应像元的亮度值相除(
14、除数不为的亮度值相除(除数不为0 0)就是比值运算。该)就是比值运算。该运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量,这种算法的结果植被类型或估算植被生物量,这种算法的结果称为植被指数。常用算法:近红外波段称为植被指数。常用算法:近红外波段/红波段红波段;或(近红外或(近红外-红)红)/(近红外(近红外+红)红).对于区分和对于区分和增强光谱亮度值虽不明显,而不同波段的比值增强光谱亮度值虽不明显,而不同波段的比值差异较大的地物有明显效果。差异较大的地物有明显效果。比值处理的方式:比值处理的方式:根据实际情况,采取加、减、乘、根据实际情
15、况,采取加、减、乘、除四则运算。除四则运算。2.差值运算:差值运算:两幅同样行、列数的图像,对应像两幅同样行、列数的图像,对应像元的亮度值相减就是差值运算。元的亮度值相减就是差值运算。第29页/共65页五、多光谱变换五、多光谱变换多光谱变换多光谱变换:针对多光谱影象存在的一定程度上的相关性以及数针对多光谱影象存在的一定程度上的相关性以及数据冗余现象,通过函数变换,达到保留主要信息,降低数据量据冗余现象,通过函数变换,达到保留主要信息,降低数据量,增强或提取有用信息目的的方法。增强或提取有用信息目的的方法。其变换的本质其变换的本质:对遥感图像实行线性变换,使光谱空间的坐标按对遥感图像实行线性变换
16、,使光谱空间的坐标按一定规律进行旋转。一定规律进行旋转。第30页/共65页K-LK-L变换变换离散变换的简称,又称主成分变换离散变换的简称,又称主成分变换。它是对某一多光谱图像它是对某一多光谱图像X.X.利用利用K-LK-L变换矩阵变换矩阵A A进行线性组合进行线性组合,而产生一组新的多光谱图像而产生一组新的多光谱图像Y.Y.K-LK-L变换的特点变换的特点:变换后的主分量空间与变换前的多光谱空间坐变换后的主分量空间与变换前的多光谱空间坐标系相比旋转了一个角度。新坐标系的坐标轴一定指向数据量标系相比旋转了一个角度。新坐标系的坐标轴一定指向数据量较大的方向。可实现数据压缩和图像增强。较大的方向。
17、可实现数据压缩和图像增强。第31页/共65页多源信息复合多源信息复合多种信息源的复合多种信息源的复合:是将多种遥感平台,多时相遥感数据之间以及遥感数据是将多种遥感平台,多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。多源信息复合的意义多源信息复合的意义:发挥不同遥感数据源的优势发挥不同遥感数据源的优势,弥补某种遥感数据的不足弥补某种遥感数据的不足,提高遥感数据的应用性提高遥感数据的应用性;还有利于综合分析和深入理解遥感数据还有利于综合分析和深入理解遥感数据.第32页/共65页复合的目的复合的目的从不同的遥感图像中获得更多有用的信息,补充
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