第2章遥感图像的获取与统计描述.pptVIP

1. 定义 灰度直方图（histogram）是灰度级的函数，描述的是图像中每种灰度级像素频率或个数。横坐标是灰度级，纵坐标是每一灰度级具有的像元素或灰度级出现的频率。 二、直方图 数字影像 最小值 最大值 直方图 直 方 图 的 绘 制 对于数字图像而言，实际就是图像灰度值概率密度函数的离散化图形。 灰度图像的直方图 彩色图像的分波段直方图 2. 性质 只能反映图像的灰度分布规律，而不能反映 图像像素的位置,即丢失了像素的位置信息 任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之 对应，但不同图像可以有相同的直方图。 不同图像具有相同的直方图 直方图的可相加性：如果一幅图像由若干个不相交的区域构成，则整幅图像的直方图是这若干个区域直方图之和。 如果将图像看作具有正态分布的随机向量，则图像直方图的形态与数学上的正态分布的曲线形态类似。 3.应用 ① 用于判断图像量化是否恰当 ② 用于确定图像二值化的阈值 一般来说，一幅包含大量像元的影像，其像元亮度值应符合统计分布规律，即假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的。 实际工作中，若影像的直方图接近正态分布，则说明影像中像元的亮度接近随机分布，是一幅适合用统计方法分析的影像。当观察直方图形态时，发现直方图的峰值偏向亮度坐标轴左侧，则说明影像偏暗。峰值偏向坐标轴右侧，则说明影像偏亮，峰值提升过陡、过窄，说明影像的高密度值过于集中，以上情况均是影像对比度较小，影像质量较差的反映。 ③ 根据直方图形态可以大致推断图像质量 从直方图形态判断影像质量 曝光过度 反差过于强烈，损失细节 局部曝光溢出 4. 累积直方图 以横轴表示灰度级，纵轴表示每一个灰度级及其以下灰度级所具有的像素数或此像素占总像素的比值，做出的直方图。 累积直方图可以看作是累积离散概率分布 I（i)是概率密度分布 5. 基于直方图的统计参数 令Z代表灰度级的随机变量，H（zi)为对应 的直方图，取值区间为［0，1］。 定义Z均值的第N阶矩： m为z的均值 二阶矩 在使用该指标前，应将方差归化到［0，1］区间 可以用来表示灰度级的对比度，可以作为纹理描述的指标。 利用二阶矩可进一步定义平滑度指标R 四阶矩 表示直方图的偏斜度，反映图像直方图分布形状偏离平均值周围对称形状的程度 正态分布的偏斜度为零。 三阶矩 表示直方图的峰度，峰度也是反映随机变量分布形状的量。 正态分布的峰度为零 纹理一致性度量指标： 熵（图像的平均信息量）： 熵反映了图像信息丰富程度。 一幅灰度级均匀分布的图像，其灰度范围在[0,255]，计算该图像的熵。 多波段图像间的统计特征反映的是波段之间的关系，它是图像分析的重要参数，也是图像合成方案的主要依据。 利用图像或波段间的相关性，可以实现对 图像的压缩处理，或对图像信息进行复原。 2.3 多波段图像的统计特征 1. 协方差 2. 相关系数 协方差和相关系数是两个基本的统计量， 其值越高，两个波段图像间的相关性越强。 一、窗口 对于图像中的任意一个像素，以其为中 心，按上下左右对称所设置的像素范围，称 为窗口。 2.4 窗口、邻域和卷积 窗口多为矩形，行列数多为奇数，且按 行数×列数方式命名，如3×3窗口 二、 邻域 中心像素周围的行列称为该像素的邻域 三、卷积运算 空间域上针对特定窗口进行的运算 图像平滑、锐化中使用的基本方法。 卷积计算公式： 窗口模板， 也称卷积核 窗口模板是相邻像素对中心像素影响程 度的大小 卷积运算过程： 对于整个图像，从左上角开始，由左到右， 由上到下按照窗口大小顺序进行遍历 图像边缘处卷积处理方法： --在图像边缘外侧填充0或其他常数； --重复图像边缘的行和列，使卷积在边缘可计算； --卷绕输入图像，使之成为周期性； --去掉不能计算的行和列，仅对可计算的像素进行卷积 遥感数字图像处理与分析 东华理工大学研究生课程 官云兰 遥感与地理信息工程系 第二章 遥感图像的获取 与统计描述 遥感图像的获取 单波段图像的统计特征 多波段图像的统计特征 窗口、邻域和卷积 一、遥感系统 遥感是遥感信息的获取、传输、处理以及分析判断和应用的过程。 2.1 遥感图像的获取 遥感系统主要由以下四大部分组成： 信息源 信息获取 信息处理 信息应用 信息源 信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。 2.