《遙感圖像增強》ppt課件

1、第第 五五 章章 遙感圖像加強遙感圖像加強TM3 NDVI TM4 NDVI 第第 五五 章章 遙感圖像加強遙感圖像加強突出有用信息突出有用信息,抑制或排抑制或排除無用信息除無用信息TM4、TM3、TM2的合成圖 NDVI、TM4、TM3的合成圖 第第 五五 章章 遙感圖像加強遙感圖像加強 5.1 輻射加強輻射加強 5.2 邊緣加強邊緣加強 5.3 彩色加強彩色加強 5.4 圖像變換圖像變換 5.5 影像信息交融影像信息交融 5.6 部分圖像羽化處置技術(shù)部分圖像羽化處置技術(shù)第第 一一 節(jié)節(jié) 輻射加強輻射加強反差拉伸法之線性拉伸法反差拉伸法之線性拉伸法 g(x,y)-a1 f(x,y)= (b2

2、-b1) +b1 (a2-a1)其中其中: g(x,y)為原圖像的像元灰度，為原圖像的像元灰度， f(x,y)為拉伸后的像為拉伸后的像元灰度，元灰度， a1、a2分別為原圖像的最小灰度值和最大灰分別為原圖像的最小灰度值和最大灰度值度值, b1、b2分別為拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰分別為拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰度值，并且度值，并且b1a2途徑途徑1)運用運用Model Maker：Modeler圖標(biāo)圖標(biāo)/ Model Maker 基于基于ERDAS的遙感圖像輻射加強的遙感圖像輻射加強線性拉伸法線性拉伸法在此，根據(jù)線性拉伸法的公式，設(shè)置并定義每一個對象圖形(包括各種輸入、函數(shù)和輸出等)

3、的有關(guān)參數(shù)與操作 g(x,y)-a1 f(x,y)= (b2-b1) +b1 (a2-a1)其中其中: g(x,y)為原圖像的像元灰度，為原圖像的像元灰度， f(x,y)為拉伸后的為拉伸后的像元灰度像元灰度, a1、a2分別為原圖像的最小灰度值和最大分別為原圖像的最小灰度值和最大灰度值灰度值,b1、b2分別為拉伸后圖像的最小灰度值和最分別為拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰度值大灰度值,并且通常并且通常b1a2b1、b2通常取0、255.-“Function Definition對話框?qū)υ捒? Functions:Global基于基于ERDAS的遙感圖像的遙感圖像 最小和最大灰度值的求算最小和最大

4、灰度值的求算途徑途徑2運用運用LUT Stretch(查找表拉伸查找表拉伸) ：Interpreter圖圖標(biāo)標(biāo)/Radiometric Enhancement /LUT Stretch基于基于ERDAS的遙感圖像輻射加強的遙感圖像輻射加強線性拉伸法線性拉伸法反差拉伸法之分段線性拉伸法反差拉伸法之分段線性拉伸法 g(x,y)-a1 f(x,y)= (b2-b1) +b1 (a2-a1)其中其中: g(x,y)為原圖像某個區(qū)段的像元灰度，為原圖像某個區(qū)段的像元灰度， f(x,y)為拉為拉伸后的像元灰度伸后的像元灰度, a1、a2分別為原圖像某個區(qū)段的最小分別為原圖像某個區(qū)段的最小灰度值和最大灰度值

5、灰度值和最大灰度值,b1、b2分別為拉伸后圖像的最小分別為拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰度值灰度值和最大灰度值,并且并且b1a2反差拉伸法之非線性拉伸法反差拉伸法之非線性拉伸法目的：目的： 運用運用ERDAS中的中的Model Maker 模模塊，對遙感圖像進展線性拉伸處置塊，對遙感圖像進展線性拉伸處置.要求：拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰要求：拉伸后圖像的最小灰度值和最大灰度值分別為度值分別為1和和255數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：tm12338.img第第 一一 節(jié)節(jié) 輻射加強輻射加強*數(shù)字圖像的直方圖數(shù)字圖像的直方圖平均灰度值平均灰度值 最小灰度值最小灰度值 最大灰度值最大灰度值 灰度值灰度值(122)

6、出出現(xiàn)的頻現(xiàn)的頻率率(125) 經(jīng)過像元亮度直方圖可以判別影像質(zhì)量： 每一幅影像都可以求出其像元亮度值的直方圖，察看直方圖的形狀，可以粗略地分析影像的質(zhì)量。普通來說，一幅包含大量像元的影像，其像元亮度值應(yīng)符合統(tǒng)計分布規(guī)律，即假定像元亮度隨機分布時，直方圖應(yīng)是正態(tài)分布的。實踐任務(wù)中，假設(shè)影像的直方圖接近正態(tài)分布，那么闡明影像中像元的亮度接近隨機分布，是一幅適宜用統(tǒng)計方法分析的影像。當(dāng)察看直方圖形狀時，發(fā)現(xiàn)直方圖的峰值偏向亮度坐標(biāo)軸左側(cè)，那么闡明影像偏暗。峰值偏向坐標(biāo)軸右側(cè)，那么闡明影像偏亮，峰值提升過陡、過窄，闡明影像的高密度值過于集中，以上情況均是影像對比度較小，影像質(zhì)量較差的反映。 從直方圖

7、形狀判別影像質(zhì)量直方圖加強法之直方圖平衡化直方圖加強法之直方圖平衡化直方圖加強法之直方圖匹配直方圖加強法之直方圖匹配本卷須知：1)通常選擇亮度和反差都比較稱心的圖像作為參考圖像.2)直方圖匹配經(jīng)常作為相鄰圖像拼接或運用多時相遙感圖像進展動態(tài)變化研討的預(yù)處置任務(wù).直方圖加強法之直方圖匹配直方圖加強法之直方圖匹配拼接縫效應(yīng)拼接縫效應(yīng)直方圖加強法之直方圖匹配直方圖加強法之直方圖匹配多時相遙感圖像上,由于太陽高度角或大氣影響呵斥的顏色差別實施方法：Interpreter圖標(biāo)/Radiometric Enhancement/ Histogram Match直方圖加強法之直方圖匹配直方圖加強法之直方圖匹配

8、目的：利用目的：利用ERDAS對經(jīng)過直方圖匹配后的對經(jīng)過直方圖匹配后的圖像進展鑲嵌圖像進展鑲嵌數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：air-photo-1.img; air-photo-2.img第第 一一 節(jié)節(jié) 輻射加強輻射加強實施方法：Interpreter圖標(biāo)/Radiometric Enhancement/ Brightness Inverse亮度反轉(zhuǎn)處置亮度反轉(zhuǎn)處置亮度反轉(zhuǎn)算法一： Inverse (條件反轉(zhuǎn)):強調(diào)輸入圖像中亮度較暗的部分亮度反轉(zhuǎn)算法二：Reverse (簡單反轉(zhuǎn)):簡單取反、同等對待第第 一一 節(jié)節(jié) 輻射加強輻射加強實施方法：Interpreter圖標(biāo)/Radiometric Enhanc

9、ement/ Haze Reduction第第 一一 節(jié)節(jié) 輻射加強輻射加強實施方法：Interpreter圖標(biāo)/Radiometric Enhancement/ Destriped TM Data Landsat TM的圖像掃描特點的圖像掃描特點當(dāng)Landsat衛(wèi)星在向陽面從北向南飛行時,TM以星下點為中心自西向東在地面上掃描185公里,可得到地面185km*475m的一個窄條信息；接著,TM再進展自東向西的回掃,同樣可在地面上掃描185公里。去條帶處置去條帶處置邊緣處置方法邊緣處置方法:Reflection(倒影倒影)：運用邊緣灰度值的鏡運用邊緣灰度值的鏡面倒影值作為圖像邊面倒影值作為圖像

10、邊緣以外的像元值；緣以外的像元值；Fill(填充填充)：一致將圖：一致將圖像邊緣以外的像元以像邊緣以外的像元以0值填充值填充.第第 五五 章章 遙感圖像加強遙感圖像加強 5.1 輻射加強輻射加強 5.2 邊緣加強邊緣加強 5.3 彩色加強彩色加強 5.4 圖像變換圖像變換 5.5 影像信息交融影像信息交融 5.6 部分圖像羽化處置技術(shù)部分圖像羽化處置技術(shù)第第 二節(jié)二節(jié) 邊緣加強邊緣加強圖A例如：使圖像窗口與模板像元的灰度值對應(yīng)相乘例如：使圖像窗口與模板像元的灰度值對應(yīng)相乘再相加后的總和除以模板內(nèi)各權(quán)值的和再相加后的總和除以模板內(nèi)各權(quán)值的和,所得結(jié)果所得結(jié)果g (i,j)即作為圖像窗口上中心像元

11、的新灰度值。即作為圖像窗口上中心像元的新灰度值。卷積法的原理卷積法的原理第一步：首先，選定一個卷積核，也即運算模板第一步：首先，選定一個卷積核，也即運算模板 (m,n)，其大小為其大小為“MN；然后從圖像的左上角開場；然后從圖像的左上角開場,在圖像上開一個在圖像上開一個與模板同樣大小的活動窗口與模板同樣大小的活動窗口f (m,n) , 根據(jù)一定準(zhǔn)那么計算圖像根據(jù)一定準(zhǔn)那么計算圖像窗口上中心像元的新灰度值。窗口上中心像元的新灰度值。不是必需具備的要求：請以教材中圖要求：請以教材中圖3.6Page42為為例，利用下面公式計算當(dāng)前領(lǐng)域窗口上中例，利用下面公式計算當(dāng)前領(lǐng)域窗口上中心像元的新灰度值心像元

12、的新灰度值圖A圖B圖C卷積法的原理卷積法的原理第二步：沿同一行將模板向右挪動一列圖第二步：沿同一行將模板向右挪動一列圖B或沿同一列或沿同一列將模板向下挪動一行圖將模板向下挪動一行圖C，圖像上的窗口也對應(yīng)挪動，按，圖像上的窗口也對應(yīng)挪動，按上述準(zhǔn)那么重新計算新窗口上中心像元的新灰度值。上述準(zhǔn)那么重新計算新窗口上中心像元的新灰度值。 以以此類推，直到全部圖像掃描完，生成一幅濾波后的新圖像。此類推，直到全部圖像掃描完，生成一幅濾波后的新圖像。圖A圖B圖C卷積法的原理卷積法的原理第二步：沿同一行將模板向右挪動一列圖第二步：沿同一行將模板向右挪動一列圖B或沿同一列或沿同一列將模板向下挪動一行圖將模板向下

13、挪動一行圖C，圖像上的窗口也對應(yīng)挪動，按，圖像上的窗口也對應(yīng)挪動，按上述公式重新計算新窗口上中心像元的新灰度值。上述公式重新計算新窗口上中心像元的新灰度值。 以此以此類推，直到全部圖像掃描完，生成一幅濾波后的新圖像。類推，直到全部圖像掃描完，生成一幅濾波后的新圖像。 留意：留意：1計算圖像最外側(cè)的行與列時，可在圖計算圖像最外側(cè)的行與列時，可在圖像的上、下、左、右各加一行或一列，并使其像像的上、下、左、右各加一行或一列，并使其像元值與相鄰像元值一樣或全部為零。元值與相鄰像元值一樣或全部為零。 留意：留意：2卷積核，也即運算模板卷積核，也即運算模板(m,n)是決議是決議卷積濾波效果的主要要素，其內(nèi)

14、容和大小卷積濾波效果的主要要素，其內(nèi)容和大小 (MN)可以根據(jù)需求來設(shè)定，普通可以根據(jù)需求來設(shè)定，普通M=N并取奇數(shù)并取奇數(shù).第第 二節(jié)二節(jié) 邊緣加強邊緣加強 目前已開展出多種卷積濾波器，如低通濾波器、目前已開展出多種卷積濾波器，如低通濾波器、高通濾波器等高通濾波器等.低通濾波器低通濾波器圖像在獲取和傳輸過程中，由于傳感器的誤差及大氣的影圖像在獲取和傳輸過程中，由于傳感器的誤差及大氣的影響，會在圖像上產(chǎn)生一些亮點響，會在圖像上產(chǎn)生一些亮點“噪聲點，或者圖像中出噪聲點，或者圖像中出現(xiàn)亮度變化過大的區(qū)域?，F(xiàn)亮度變化過大的區(qū)域。303228402531102936372342435036432203

15、84444413527394043200504043542632395028低通濾波器低通濾波器圖像在獲取和傳輸過程中，由于傳感器的誤差及大氣的影圖像在獲取和傳輸過程中，由于傳感器的誤差及大氣的影響，會在圖像上產(chǎn)生一些亮點響，會在圖像上產(chǎn)生一些亮點“噪聲點，或者圖像中出噪聲點，或者圖像中出現(xiàn)亮度變化過大的區(qū)域?，F(xiàn)亮度變化過大的區(qū)域。30322840253110293637234243503643220384444413527394043200504043542632395028 為了抑制圖像上的噪聲信號或減少亮度變化幅度，使亮度變化平緩所做的濾波處置稱為圖像平滑。 其中所運用的“加強低頻信息抑

16、制高頻信息,從而平滑影像細節(jié),保管并突出較均勻連片的主體影像的濾波器即為低通濾波器平滑濾波器. 詳細方法主要包括均值平滑和 中值平滑等。低通濾波器之均值平滑低通濾波器之均值平滑均等地對待領(lǐng)域中的每個像元，對于每個像元在以它為中心均等地對待領(lǐng)域中的每個像元，對于每個像元在以它為中心的領(lǐng)域內(nèi)取平均值的領(lǐng)域內(nèi)取平均值,作為該像元新的灰度值作為該像元新的灰度值.根本作法：開一個根本作法：開一個MN窗口，根據(jù)一定準(zhǔn)那么計算窗口內(nèi)一窗口，根據(jù)一定準(zhǔn)那么計算窗口內(nèi)一切像元均值，然后賦予中心像元。如此類推，直至全圖終了切像元均值，然后賦予中心像元。如此類推，直至全圖終了. 計算公式為：計算公式為：要求：分別利

17、用濾波器要求：分別利用濾波器A和和B，對下表所表，對下表所表達的數(shù)字圖像部分進展均值平滑處置。達的數(shù)字圖像部分進展均值平滑處置。30322840253110293637234243503643220384444413527394043200504043542632395028111111111111101111濾濾波波器器A濾濾波波器器B低通濾波器之中值平滑低通濾波器之中值平滑根本思想：對以每個像元為中心的根本思想：對以每個像元為中心的MN領(lǐng)域內(nèi)的一切像元，領(lǐng)域內(nèi)的一切像元，按灰度值由小到大的順序排隊，然后選擇該隊列中間位置的像按灰度值由小到大的順序排隊，然后選擇該隊列中間位置的像元灰度值作為

18、中心像元新的灰度值元灰度值作為中心像元新的灰度值. 例如：一幅例如：一幅55圖像表圖像表A，令其最左和最右兩列堅持原，令其最左和最右兩列堅持原值，其它位置采用值，其它位置采用13的模板對其做中值濾波，其結(jié)果表的模板對其做中值濾波，其結(jié)果表B為：為：4276321052334175610 432412 674466321122333475664324677表A表B高通濾波器高通濾波器用來用來“加強高頻信息抑制低頻信息加強高頻信息抑制低頻信息,從而突出像元灰度值變化從而突出像元灰度值變化較大、較快的邊緣、線條或紋理等細節(jié)的濾波器即為高通較大、較快的邊緣、線條或紋理等細節(jié)的濾波器即為高通濾波器濾波器

19、.可用于圖像銳化、圖像邊緣檢測和紋理特征加強等可用于圖像銳化、圖像邊緣檢測和紋理特征加強等.P43-44 第第 二節(jié)二節(jié) 邊緣加強邊緣加強基于基于ERDAS的圖像空間域濾波加強：的圖像空間域濾波加強： 1卷積加強處置卷積加強處置 Interpreter圖標(biāo)圖標(biāo)Spatial Enhancement Convolution基于基于ERDAS的圖像空間域濾波加強的圖像空間域濾波加強卷積算子文件的選擇卷積算子文件的選擇卷積核(kernal)的選擇：有3*3、5*5、7*7三種大類，每類又包括“Edge Detect/Edge Enhance七個亞類邊緣處置方法邊緣處置方法: Reflection(倒影倒影)：運用邊：運用邊緣灰度值的鏡