第一讲—图像增强.ppt

第一讲：空域图像增强与滤波第二讲：频域图像增强与滤波第三讲：图像融合 空域图像增强与滤波 1. 定义 图像增强是指对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度进行强调或尖锐化，以便于显示、观察或进一步地分析与处理。 图像增强不增加图像数据中的相关信息，但它将增加所选择特征的动态范围，从而使这些特征检测或识别更加容易。 2. 主要内容 点运算 对比度展宽、噪声限幅、窗切片等 空间运算 噪声平滑、图像锐化、中值滤波等 变换域运算 通带滤波、同态滤波等 彩色增强 假彩色变换、伪彩色变换 3. 点运算 3.1 对比度展宽和窗切片 又称灰度比例尺变换。属于一点对一点的逐点变换。属于一对一或一对多的映射变换。 对比度的展宽和窗切片可以用Photoshop中的Image/adjust/curves来实现 可以通过LUT(Lookup Table)来实现 3.6 直方图模型化 直方图：表示该图像中各种不同的灰度级像素出现的相对频率。 Photoshop/Image/Histogram功能 3.6.1 直方图均衡 直方图均衡就是把一已知灰度概率分布的图像，经过一种变换，使之演变成一幅具有均匀灰度概率分布的新图像。 根据概率论的结论：当变换 为被变换图像的概率分布函数时，所得到的新图像的灰度概率分布密度必然是归一化均匀分布的。 离散卷积表达式 (4) 掩模的取法不同，中心点或邻域的重要程度也不相同。 (5) 必须保证全部权系数之和为单位值。 多幅图像的平均（针对加性高斯噪声） 图像平均值不变 图像方差为原来的1/N 方向平均 中值滤波器 矢量微分----梯度 二元函数f(x,y)在坐标点(x,y)处的梯度向量的定义： 连续域的微分----离散域的差分 数字梯度向量的幅度： 4.2.2 二阶微分——拉普拉斯算子 拉普拉斯算子处理是常用的边缘增强处理算子，它是各向同性的二阶导数 为此，拉普拉斯算子为： 5 彩色增强 亮度值的变化可以改善图像的质量，但就人眼对图像的观察能力而言，一般正常人眼只能分辨20级左右的亮度级，而对彩色的分辨能力则可达100多种，远远大于对黑白亮度值的分辨能力。不同的彩色变换可大大增强图像的可读性。 按形成图像彩色的物理意义，把黑白图像变换成彩色图像的处理称为伪彩色处理（Pseudo color），可以用伪彩色变换表（PCT）来实现。 把多波段图像合成彩色图像的处理，称为假彩色处理（False color）。 5.1 伪彩色增强 把黑白图像的灰度级分成若干层次，在每个层次上赋予颜色，则可得到图像的伪彩色图像。 据色度学原理，任何一种颜色均可由三原色（R，G，B）按适当比例合成，故伪彩色处理可描述为： 常用的变换关系式： 伪彩色增强 遥感图像处理单波段彩色增强的意义： 对于遥感影像而言，将黑白单波段影像赋上彩色总是有一定目的的，如果分层方案与地物光谱差异对应得好，可以区分出地物的类别。例如在红外波段，水体的吸收很强，在图像上表现为接近黑色，这时若取低亮度值为分割点并以某种颜色表现则可以分离出水体；同理砂地反射率高，取较高亮度为分割点，可以从亮区以彩色分离出砂地。因此，只要掌握地物光谱的特点，就可以获得较好的地物类别图像。当地物光谱的规律性在某一影像上表现不太明显时，也可以简单地对每一层亮度值赋色，以得到彩色影像，也会较一般黑白影像的目视效果好。 5.2 假彩色增强 根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成。 因多波段图像在获取时会受到大气吸收、散射等影响，一般蓝波段损失严重，在彩色合成时要由其他波段（包括非可见光波段）代替，不可能得到与自然景色相同的真彩色图像，故将其称为假彩色合成。 选定三个波段并分别按灰度级赋予相应的三原色，即作如下映射： 假彩色增强 多波段影像合成时，方案的选择十分重要，它决定了彩色影像能否显示较丰富的地物信息或突出某一方面的信息。以陆地卫星Landsat的TM影像为例，TM的7个波段中，第2波段是绿色波段（0．52～0．60μm），第4波段是近红外波段（0．76～0．90μm），当4，3，2波段被分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段赋蓝，红波段赋绿，红外波段赋红时，这一合成方案被称为标准假彩色合成，是一种最常用的合成方案。 实际应用时，应根据不同的应用目的经实验、分析，寻找最佳合成方案，以达到最好的目视效果。通常，以合成后的信息量最大和波段之间的信息相关最小作为选