遥感期末复习.doc

第一章 概述 一、数字图像 1.图像的概念 视觉信息 (具有特定信息的一个集合) 人类获得外界信息80%以上都是视觉信息 通过各种观察系统: 照相机 摄象机 显微摄象仪 (卫星)扫描仪 成像光谱仪 不同的光谱波段: 可见 红外 紫外 超声 X射线 微波 图像类型： ①黑白图像、灰度图像、彩色图像②照片③画、电脑画、3D画④扫描图、设计图⑤航空像片⑥卫星遥感影像⑦生物医学影像⑧医学影像⑨动画⑩立体图 图像是客观世界的能量或状态以某种方式在二维平面上的投影,转化成一种可视形式. 人类通过感觉、知觉、记忆、认知、有哪些信誉好的足球投注网站、形成概念，直到最终理解和识别视觉刺激. 2.图像处理分类 光学模拟处理 (以傅里叶光学为基础,包括洗印技术) 电学处理 (光信号=电信号,对之进行处理 TV视频处理) 数字处理 (用计算机对数字图像进行处理) 采用离散的技术来处理连续世界的图像 图像处理与人的视觉生理、视觉心理及色度学、光学等都有密切关系。 视觉系统 人类眼球结构 平均直径：20mm 虹膜： 2mm-8mm控制入光量 视网膜：图像视觉 视锥体：中央凹颜色和细节识别 600万-700万 视杆体：亮度识别500万-15000万 夜视和昼视 彩色视觉模型 经典的三色理论 (T.Young R G B 三类感光组织) 对立色学说 (E.Hering R G Y B 二二对立) 人类感光细胞的敏感曲线：三种不同频率响应的视锥细胞，各对红、绿、蓝具有最强的响应，彩色的识别功能。 4.从图像到数字图象 a. 图像的数学表征 I= f (x,y,z,t,λ) x y z 空间坐标 t 时间 λ 光波波长 表示能量分布(受光辐射源照射后反射或透射的能量或者自身辐射的能量)，而对某一特定时刻的单色平面图像则可用 f(x,y) 表示 表示(x,y)点处的灰度值或亮度值(对于模拟图像f(x,y)为连续函数) 数字图象：灰度值的二维数组 b. 数字图像的获取和表达 连续图象 数字化 (离散化) = 数字图像 空间位置上的数字化——采样——用一有限 数阵 (M×N) 表示一连续图像 灰度上的数字化——量化——灰度取离散的整数值 ( K等级 K=2m m正整数) 采样 量化都可等间隔或不等间隔（均匀or非均匀） M N K 一般取2的整数次幂 ? 数字图像的矩阵表示法 关于M、N 及K的讨论: ? ▼极限值取决于数字化设备的精度. ▼理论上 M N K 越大, 数字图像愈逼真.但实用上要考虑实际需要、数据量、效果及使用范围 ▼一般以不失真为限 采样定理: 采样频率大于图像信号最高频率的两倍. （物理点不是数学点,故而采样有点扩散,结果是模糊图像.） 彩色图像通常可用三原色(RGB)或三要素(HSB)矩阵表示或用三维矢量矩阵表示[遥感多波(谱)段图象多用矢量矩阵 ] 图像的质量与层次、对比度、清晰度有关 层次表示灰度级的数量 图像数据的实际层次越多,视觉效果就越好 对比度是指一幅图象中灰度反差的大小 对比度=最大亮度/最小亮度 清晰度 与清晰度相关的主要因素：亮度、对比度 主题内容的大小：细微层次 颜色饱和度 数字图像处理 1.数字图像处理的发展: 随着计算机技术的发展而发展 20世纪50－60年代 （萌芽期） a. 太空探索计划 非线性失真、几何变形、噪声、电源干扰 b. 生物医学 70年代 （发展期） a. CT技术 RS技术 b.模式识别技术 c. 图像理解 80年代 （普及期）—DIP渗透到各个领域 微机 实际需求 计算机视觉 90年代－现在 （高新技术发展） 多媒体通信 新器件（光电器件) 新处理器 新结构(并行处理 流水线) 历史上图像处理例子 1921年一幅由电报打印机重建的数字图像 (5个灰度级) 1922年照像复制技术应用,在电报接受终端用穿孔带还原图像 1929年采用编码图片纸带调制光束,改善了系统底板的感光,使灰度级增加到15个等级. 1964年，在美国喷射推进实验室（JPL）首次采用计算机技术改善图像。用计算机处理勘测者7号发回的月球图片，以校正飞船上的电视摄像机各种不同姿态、固有的图像畸变。 2.数字图像处理的内容和特点 图像处理的内容 数字图像处理的特点:①依赖于计算机②涉及数学、光学、计算机技术诸方面,也需要直觉和常识③灵活、准确、快速、重现性好④精度高、可靠性高、抗噪声干扰能力强⑤与信号处理、计