第六章數(shù)字圖像增強(qiáng)(實(shí)驗(yàn))

1、l目前常用的遙感圖像增強(qiáng)處理主要有：彩色合成、目前常用的遙感圖像增強(qiáng)處理主要有：彩色合成、灰度變換、直方圖變換、密度分割、灰度顛倒、灰度變換、直方圖變換、密度分割、灰度顛倒、圖像間運(yùn)算、鄰域增強(qiáng)處理、主成分分析、圖像間運(yùn)算、鄰域增強(qiáng)處理、主成分分析、KT變換、信息融合。變換、信息融合。l比較簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像處理方法，主要有對(duì)比度擴(kuò)展，空間濾波、彩色變換、圖像運(yùn)算和多光譜變換等。l當(dāng)一幅圖像的目視效果不太好，或者有用的信息突出不夠時(shí)，就需要作圖像增強(qiáng)處理。l例如，圖像對(duì)比度不夠，或希望突出的某些邊緣看不清，就可以用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來(lái)改善圖像質(zhì)量。 l為了充分利用色彩在遙感圖像判讀和信息提取中為了

2、充分利用色彩在遙感圖像判讀和信息提取中的優(yōu)勢(shì)，常常利用彩色合成的方法對(duì)多光譜圖像的優(yōu)勢(shì)，常常利用彩色合成的方法對(duì)多光譜圖像進(jìn)行處理，以得到彩色圖像。進(jìn)行處理，以得到彩色圖像。 彩色圖像可以分為彩色圖像可以分為真彩色圖像真彩色圖像和和假彩色圖像假彩色圖像。l顏色的性質(zhì)用明度、色調(diào)、飽和度（顏色三個(gè)最基本的特性）來(lái)描述 。l互補(bǔ)色、三原色l三原色（三基色）：若三種顏色，其中任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產(chǎn)生，這三種顏色按一定比例混合，卻可以形成各種色調(diào)的顏色，稱為三原色或三基色。 三原色通常采用紅、綠、藍(lán)三色 430-470nm620-760nm500-560nml彩色合成原理 通常利用三種基

3、本色光按一定比例混合疊加而成各種色彩，稱為三基色合成。用三原色合成其它色彩的方法有兩種： 加色法 減色法 波段序號(hào)波長(zhǎng)范圍/微米波段名稱地面分辨率/米10.450.52藍(lán)色3020.520.6綠色3030.630.69紅色3040.760.90近紅外3051.551.75短波紅外30610.412.5熱紅外6072.082.35短波紅外30PAN0.500.90全色波段15真彩色圖像上影像的顏色與地物顏色基本一致。真彩色圖像上影像的顏色與地物顏色基本一致。 在進(jìn)行彩色合成時(shí)，要保持分解和還原過(guò)程中所采用的濾光系統(tǒng)波段的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，此時(shí)還原得到的彩色與原物體或景觀的色彩一樣，稱為（真）彩色合成

4、。 利用數(shù)字技術(shù)合成真彩色圖像時(shí)，是把紅色波段的影像作為合成圖像中的紅色分量、把綠色波段的影像作為合成圖像中的綠色分量、把藍(lán)色波段的影像作為合成圖像中的藍(lán)色分量進(jìn)行合成的結(jié)果。l加色法l采用TM1（0.45-0.52um） TM2（0.52-0.62um） TM3（0.63-0.69um） 藍(lán)（0.43-0.47um）紅（0.62-0.76um）綠（0.50-0.56um） l假彩色圖像是指圖像上影像的色調(diào)與實(shí)際地物色調(diào)不一假彩色圖像是指圖像上影像的色調(diào)與實(shí)際地物色調(diào)不一致的圖像。致的圖像。l 如果還原合成時(shí)破壞了濾光系統(tǒng)的這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，合成生成的彩色則與原物體或景觀的色彩不一致，稱為假彩色合

5、成。l遙感中最常見(jiàn)的假彩色圖像是彩色紅外合成的遙感中最常見(jiàn)的假彩色圖像是彩色紅外合成的標(biāo)準(zhǔn)假彩標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。色圖像。它是在彩色合成時(shí)，把近紅外波段的影像作為它是在彩色合成時(shí)，把近紅外波段的影像作為合成圖像中的紅色分量、把紅色波段的影像作為合成圖合成圖像中的紅色分量、把紅色波段的影像作為合成圖像中的綠色分量、把綠色波段的影像作為合成圖像中的像中的綠色分量、把綠色波段的影像作為合成圖像中的藍(lán)色分量進(jìn)行合成的結(jié)果。藍(lán)色分量進(jìn)行合成的結(jié)果。l如如TM432用用RGB合成的圖像為標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。合成的圖像為標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。 采用TM4（0.76-0.9um）、TM3、TM2三波段，分別通過(guò)紅、綠、藍(lán)濾

6、光系統(tǒng)合成產(chǎn)生的彩色圖像則是標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。真彩色合成圖像 321標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成圖像 432假彩色合成圖像 543內(nèi)容：內(nèi)容：l利用利用ERDAS軟件，增強(qiáng)軟件，增強(qiáng)TM圖像。圖像。l進(jìn)行進(jìn)行TM321真彩色合成。真彩色合成。l進(jìn)行進(jìn)行TM432的標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。的標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。l將合成的圖像另存為圖片格式，輸出打印。將合成的圖像另存為圖片格式，輸出打印。l實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)一：彩色合成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)一：彩色合成l一、彩色合成的原理一、彩色合成的原理l二、彩色合成的步驟二、彩色合成的步驟三、彩色合成結(jié)果三、彩色合成結(jié)果 輻射增強(qiáng)處理是對(duì)單個(gè)像元的灰度值輻射增強(qiáng)處理是對(duì)單個(gè)像元的灰度值進(jìn)行變換達(dá)到

7、圖像增強(qiáng)的目的。通過(guò)輻進(jìn)行變換達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。通過(guò)輻射增強(qiáng)處理，可以改進(jìn)圖像的亮度，從射增強(qiáng)處理，可以改進(jìn)圖像的亮度，從而改善圖像的質(zhì)量，主要包括直方圖調(diào)而改善圖像的質(zhì)量，主要包括直方圖調(diào)整、圖像拉伸等。教材整、圖像拉伸等。教材P76l直方圖以圖象亮度值和像元統(tǒng)計(jì)值所做的統(tǒng)計(jì)圖。每一副圖像都可以求出其像元亮度值的直方圖，觀察直方圖的形態(tài)，可以粗略地分析圖像的質(zhì)量。l直方圖的峰值偏向坐標(biāo)左側(cè)，說(shuō)明圖象偏暗。峰值偏向坐標(biāo)右側(cè)，則說(shuō)明圖象偏亮。峰值提升過(guò)陡、過(guò)窄，說(shuō)明圖象的高密度值過(guò)于集中，造成圖象對(duì)比度較小，圖象質(zhì)量差。從直方圖形態(tài)判斷圖像質(zhì)量l（二）圖像拉伸l 圖像拉伸是一種通過(guò)改變圖像像元

8、的亮度值來(lái)改變圖像像元對(duì)比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。它可以將圖像中過(guò)于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開(kāi)擴(kuò)展，擴(kuò)大范圍反差的對(duì)比度，增強(qiáng)圖像表現(xiàn)的層次性。l根據(jù)圖像拉伸函數(shù)的不同類型，可以分為線性拉伸和非線性拉伸。l線性變換的變換函數(shù)是線性或分段線性。l用線性變換方式來(lái)擴(kuò)展圖像灰度動(dòng)態(tài)范圍可以加大圖像的對(duì)比度。線性變換分段線性變換直方圖數(shù)字圖像最小值最大值變換前變換前后直方圖對(duì)比變換后圖像變換前變換前變換后變換后l變換函數(shù)是非線性的。l常用的非線性變換有指數(shù)變換、對(duì)數(shù)變換、高斯變換、正切變換等等。對(duì)數(shù)變換指數(shù)變換 由于成像的原因，有些遙感圖像的灰度值集中在較窄的范圍內(nèi)，表現(xiàn)為圖像對(duì)比度低、細(xì)節(jié)不夠清晰，為了拉開(kāi)灰度值的分布范圍或使灰度值均勻分布，增大反差，使圖像細(xì)節(jié)清晰，通常采用直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化變換方法。 直方圖均衡化是將圖像進(jìn)行拉伸處理，使直