遙感圖像空域增強(qiáng)處理.doc

成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院遙感數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)遙感圖像空域增強(qiáng)處理實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)姓 名學(xué) 號(hào)班 級(jí)1、 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)遙感圖像空域增強(qiáng)處理2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.直方圖增強(qiáng)的各種方法和增強(qiáng)結(jié)果對(duì)比2.各種鄰域增強(qiáng)方法，算子分析，結(jié)果對(duì)比3、 實(shí)驗(yàn)原理空間域增強(qiáng)處理是通過(guò)直接改變圖像中的單個(gè)像元及相鄰像元的灰度值來(lái)增強(qiáng)圖像。這種增強(qiáng)方式往往是有目的的，如增強(qiáng)圖像中的線(xiàn)狀物體細(xì)部部分或者主干部分等。卷積濾波是通過(guò)消除特定的空間頻率來(lái)增強(qiáng)圖像。根據(jù)增強(qiáng)類(lèi)型（低頻、中頻和高頻）可分為低通率波、帶通濾波和高通濾波。此外，還有增強(qiáng)圖像某些方向特征的方向?yàn)V波等。他們的核心部分是卷積核。ENVI提供了很多卷積核，包括高通濾波、低通濾波、拉普拉斯算子、方向?yàn)V波、高斯高通濾波、高斯低通濾波、中值濾波，還可以自定義卷積核。4、 數(shù)據(jù)來(lái)源（下載源、波段數(shù)、對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)、分辨率、投影、地區(qū)）ENVI遙感圖像處理一書(shū)中光盤(pán)所提供的該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。ENVI4.8自帶數(shù)據(jù) can_tmr.img5、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、 卷積濾波（1） 打開(kāi)圖像can_tmr.img（2） 在主菜單中，選擇FilterConvolution and Morphology。（3）在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Convolutions濾波類(lèi)型。（4）不同的濾波類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同的參數(shù)，主要包括三項(xiàng)參數(shù)1)Kernel Size卷積核大小，以奇數(shù)來(lái)表示。默認(rèn)卷積核為正方形，如果需要使用非正方形，選擇OptionSquare kernel2)Image Add Back輸入一個(gè)加回值（add back）。將原始圖像中的一部分“加回”到卷積濾波結(jié)果圖像上，有助于保持圖像的空間連續(xù)性。該方法經(jīng)常用于圖像銳化?！凹踊亍敝凳窃紙D像在結(jié)果輸出圖像中所占的百分比。3)Editable Kernel卷積核中各項(xiàng)的值。在文本框中雙擊鼠標(biāo)可以進(jìn)行編輯，選擇FileSave Kernel或者Restore Kernel，可以把卷積核保存為文件（.ker）或者打開(kāi)一個(gè)卷積核文件。（5）卷積增強(qiáng)圖像中的單個(gè)波段：1）選擇ConvolutionsHigh Pass，其他項(xiàng)按照默認(rèn)設(shè)置，單擊Quick Apply按鈕，第一次點(diǎn)擊此按鈕會(huì)提示選擇增強(qiáng)的波段，增強(qiáng)后的波段在Display中顯示。如果要更改卷積增強(qiáng)波段，選擇OptionsChange QuickApply Input Band。2） 選擇FileSave Quick Result to File，可以將增強(qiáng)保存。（6）卷積增強(qiáng)圖像文件在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Apply To File，選擇源圖像，確定輸出路徑點(diǎn)OK。以下是對(duì)幾種常用濾波的說(shuō)明：A、 高通濾波器：高通濾波在保持圖像高頻信息的同時(shí)，消除了圖像中的低頻成分。他可以用來(lái)增強(qiáng)紋理、邊緣等信息。高通濾波通過(guò)運(yùn)用一個(gè)具有高中心值得變換核來(lái)完成（周?chē)ǔＪ秦?fù)值權(quán)重）。ENVI默認(rèn)的高通濾波器使用3*3的變換核（中心值為“8”，周?chē)裨禐椤?1”），高通濾波卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。B、 低通濾波器：低頻率波保存了圖像中的低頻成分，是圖像平滑。ENVI默認(rèn)的低通濾波器使用3*3的變換值，每個(gè)變換核中的元素包含相同的權(quán)重，使用外圍值得均值來(lái)代替中心像元值。C、 拉普拉斯算子：拉普拉斯濾波是邊緣增強(qiáng)濾波，它的運(yùn)行不用考慮邊緣的方向。拉普拉斯濾波強(qiáng)調(diào)圖像的最大值，它通過(guò)運(yùn)用一個(gè)具有高中心值得變換核來(lái)完成（一般來(lái)說(shuō)，外圍南北向與東西向權(quán)重均為負(fù)值，角落為“0”）。ENVI中默認(rèn)的拉普拉斯濾波使用一個(gè)大小為3*3，中心值為“4”，南北向和東西向均為“-1”的變換核。所有的拉普拉斯濾波卷積核的維數(shù)都必須是奇數(shù)。D、 方向?yàn)V波器：方向?yàn)V波是邊緣增強(qiáng)濾波，它有選擇性地增強(qiáng)有特定方向成分（如梯度）圖像特征。方向?yàn)V波變換核元素的總和為0。結(jié)果在輸出的圖像中有相同元素值的區(qū)域?yàn)?，不同像元值得區(qū)域呈現(xiàn)為較亮的邊緣。E、 高斯高通濾波：高斯高通濾波通過(guò)指定大小的高斯卷積函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行濾波。默認(rèn)的變換核大小是3*3，且卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。F、 高斯低通濾波：高斯低通濾波通過(guò)指定大小的高斯卷積函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行濾波。默認(rèn)的變換核大小是3*3，且卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。（7） 下面為濾波前后圖像對(duì)比2、 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波ENVI中的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波包括以下類(lèi)型：膨脹、腐蝕，它們?cè)谠鰪?qiáng)二值圖像和灰度圖像中各有特點(diǎn)。在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Morphology濾波類(lèi)型。得到膨脹與腐蝕圖像如下圖：3、 直方圖變化（1） 在image窗口中EnhanceInteractive Stretching同過(guò)選擇拉伸類(lèi)型Strech Type進(jìn)行直方圖的變化。（2） 在Interactive Stretching窗口中調(diào)節(jié)Input Histogram中兩條白線(xiàn)的位置調(diào)到下圖位置。這樣保留了主要信息，忽略了細(xì)節(jié)。得到圖像如下圖：（3） 在Interactive Stretching窗口中FileSave Plot Asimage file，選擇輸出路徑點(diǎn)OK。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析生成圖像如上圖所示，在卷積增強(qiáng)中，我選擇了高通濾波器基本消除圖像中的低頻成分，強(qiáng)化了圖像的紋理，可清晰看到邊緣信息，在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)增強(qiáng)中，我運(yùn)用了膨脹增強(qiáng)，成功地在二值和灰度圖像中填充比變換核小