9-3、遙感圖像數(shù)字增強（對比度法）

——遙感圖像數(shù)字增強（對比度法）攝影測量與遙感主講：課程團隊對比度增強第五章:遙感圖像的增強1

對比度的定義三種計算公式：？對比度增強2

對比度增強的必要性主觀原因一幅影像由于地物種類的局限，其所包含的亮度值只能是整個亮度范圍的一部分，亮度范圍較窄，呈低反差狀態(tài)?？陀^原因大氣散射作用又使影像的反差更為降低。使得研究對象模糊不清。對比度增強1

對比度增強及其分類對比度增強的概念：對比度增強是一種通過改變圖像像元的亮度值來改變圖像像元對比度，從而改善圖像質量的圖像處理方法。因為亮度值是輻射強度的反映，所以也稱之為輻射增強。對比度增強分類常用的對比度增強方法有對比度線性變換和非線性變換。為了改善圖像的對比度，必須改變圖像像元的亮度值，并且這種改變需符合一定的數(shù)學規(guī)律，即在運算過程中有一個變換函數(shù)。如果變換函數(shù)是線性的或分段線性的，這種變換就是線性變換。線性變換是圖像增強處理最常用的方法。線性變換對比度增強1

對比度增強及其分類數(shù)字圖像最小值最大值直方圖對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類線性變換將亮度值為0～15圖像拉伸為0～30，要設計一個線性變換函數(shù)，橫坐標xa為變換前的亮度值，縱坐標xb為變換后的亮度值。當亮度值xa從0～15變換成xb從0～30，變換函數(shù)在圖中是一條直線OO’，方程式為：對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類變換前后直方圖對比變換后圖像對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類線性變換一般情況下，當線性變換時，變換前圖像的亮度范圍xa為a1～a2，變換后圖像的亮度范圍xb為b1～b2，變換關系是直線，則變換方程為：對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類線性變換通過調(diào)整參數(shù)a1，a2，b1，b2，即改變變換直線的形態(tài)，可以產(chǎn)生不同的變換效果。若a2-a1<b2-b1，則亮度范圍擴大，圖像被拉伸，若a2-a1>b2-b1，亮度范圍縮小，圖像被壓縮。對于a2與a1

，是取在圖像亮度值的全部或部分，偏亮或偏暗處，均可根據(jù)對圖像顯示效果的需要而人為地設定。對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類aba’b’ZZ’對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類線性變換有時為了更好地調(diào)節(jié)圖像的對比度，需要在一些亮度段拉伸，而在另一些亮度段壓縮，這種變換稱為分段線性變換。分段線性變換時，變換函數(shù)不同，在變換坐標系中成為拆線，拆線間斷點的位置根據(jù)需要決定。對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類線性變換從圖中可以看出，第一、三段為壓縮，第二段為拉伸，每一段的變換方程為：①②③變化前亮度值0

1

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15變化后亮度值0

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2

2

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14

15對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類非線性變換當變換函數(shù)是非線性時，即為非線性變換。非線性變換的函數(shù)很多，一般有：直方圖擴展對數(shù)擴展指數(shù)擴展高斯擴展等①直方圖擴展亦稱概率分布函數(shù)擴展，各亮度值擴大倍數(shù)取決于它們出現(xiàn)的頻數(shù)。頻數(shù)越大的地方，亮度范圍拉開的越大；反之，頻數(shù)越小的地方，亮度范圍拉開的越小。高頻數(shù)亮度范圍占增強后的亮度范圍大，增強效果強；低頻數(shù)亮度范圍占增強后的亮度范圍小，增強效果弱。對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類非線性變換當變換函數(shù)是非線性時，即為非線性變換。非線性變換的函數(shù)很多，一般有：直方圖擴展對數(shù)擴展指數(shù)擴展高斯擴展等①直方圖擴展次要要素受到嚴重損失突出圖象中的主要要素對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類非線性變換當變換函數(shù)是非線性時，即為非線性變換。非線性變換的函數(shù)很多，一般有：直方圖擴展對數(shù)擴展指數(shù)擴展高斯擴展等②對數(shù)擴展對數(shù)擴展的基本形式：y＝logx其中，x，y分別相當于輸入和輸出圖像的像元值，對數(shù)的底可以任選，一般取10或e（e=2.71828）。實際應用的程序中，為了調(diào)節(jié)輸出值的數(shù)值范圍和靈活控制擴展程度，加入幾個調(diào)節(jié)參數(shù)。例如：用（x＋1）是為了避免對0求對數(shù)參數(shù)b用于改變對數(shù)的底a和c用于調(diào)節(jié)數(shù)值范圍。對數(shù)擴展的效果：著重擴展了亮度值低的部分相對壓縮了亮度值高的部分對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類非線性變換當變換函數(shù)是非線性時，即為非線性變換。非線性變換的函數(shù)很多，一般有：直方圖擴展對數(shù)擴展指數(shù)擴展高斯擴展等③指數(shù)擴展指數(shù)擴展的一般形式：

y＝bax其中：b為底，常用b＝e。因x可能達到127或255，故

a須遠小于1，否則y值可能非常大。指數(shù)擴展的效果：著重擴展了亮度值高的部分相對壓縮了亮度值低的部分對比度增強1

對比度增強及其分類2）對比度增強分類非線性變換當變換函數(shù)是非線性時，即為非線性變換。非線性變換的函數(shù)很多，一般有：直方圖擴展對數(shù)擴展指數(shù)