6.4 影像增强.ppt

(1)理想低通滤波器(ILPF) 一个二维的理想低通滤波器的传递函数如下： D0是一个非负整数，D是从点（u，v）到频率平面原点的距离即： 常用的频率域低通滤波器: 理想低通滤波器的剖面图和三维透视图。 理想低通滤波器的含义是指小于D0的频率，即以D0为半径的圆内的所有频率分量可以完全无损地通过，而圆外的频率，即大于D0的频率分量则完全被除掉。 理想低通滤波器 理想低通滤波器的平滑作用非常明显，但由于变换有一个陡峭的波形，它的反变换h(x,y)有强烈的振铃特性，使滤波后影像产生模糊效果。因此这种理想低通滤波实用中不能采用。 理想低通滤波器 (2) 巴特沃斯（Butterworth）低通滤波器 巴特沃斯低通滤波器的传递函数为： D0为截止频率，n为函数的阶。 一般取使H(u，v)最大值下降至原来的二分之一时的D(u,v)为截止频率D0。 H=0.5，阶n=1时的巴特沃斯低通滤波器剖面示意图： 实际应用中，有时也取H(U,V)最大值下降到原来的1/√2的D为D0.其传递函数为： 巴特沃斯低通滤波器的特点：在通过频率与截止频率之间没有明显的不连续性，不会出现“振铃”现象，其效果好于理想低通滤波器。 传递函数为 : 一般取使H(u，v)最大值下降至原来的二分之一时的D(u，v)为截止频率D0，其剖面图如下图所示。 (3) 指数低通滤波器 特点：指数低通滤波器从通过频率到截止频率之间没有明显的不连续性，而是存在一个平滑的过渡带。 指数低通滤波器实用效果比Butterworth低通滤波器稍差，在抑制影像噪声的同时，影像中边缘的模糊程度比Butterworth低通滤波器大，但仍无明显的振铃现象。 (3) 指数低通滤波器 (4) 梯形低通滤波器 传递函数为 : 特点：结果影像的清晰度较理想低通滤波器有所改善，振铃效应也有所减弱。应用时可调整D1值，既能达到平滑影像的目的，又可以使影像保持足够的清晰度。 梯形低通滤波器的剖面图 合理地选取D0是应用低通滤波器平滑影像的关键。 影像的边缘、细节主要在高频，影像模糊是由于高频成分较弱产生的。 高通滤波是抑制低频分量，增强高频分量，使影像的边缘或线条变得清晰，即影像锐化。 2. 高通滤波 (1)理想高频滤波器 转移函数 : 透视图和剖面图: n阶高通具有D0截止频率的Butterworth高通滤波器滤波函数定义如下 : (2) Butterworth 滤波器 (3) 指数形滤波器 具有截止频率为D0的指数高通滤波函数的转移函数定义为： 梯形高通滤波器的滤波函数由下式给出： (4) 梯形高通滤波器 四种高通滤波器比较： 理想高通有明显振铃，影像的边缘模糊不清。 Butterworth高通效果较好，振铃不明显，但计算复杂。 指数高通效果比Butterworth差些，但振铃也不明显。 梯形高通的效果是微有振铃、但计算简单，故较常用。 4 彩色增强 Color enhancement 1、伪彩色增强 伪彩色 (pseudocolor): 单波段灰度影像用彩色表示。 实现方法：密度分割，不同的灰度区间用不同的颜色表示。 增强了影像的目视解译效果。 * 1、密度分割 彩色变换 TM3 密度分割（5级） 粗略显示水体、植被、裸地/城镇等类别 1、密度分割 彩色变换 2、多波段彩色合成 真彩色(true color): RGB； 假彩色(false color)：RGB TM-B321 30m 2004.8.30 真彩色(true color): RGB TM-B432 30m 2004.8.30 标准假彩色 TM-B753 30m 2004.8.30 假彩色(false color)：RGB 3、彩色空间变换 HLS色彩模型(Hue 色度,Lightness 亮度,Saturation 饱和度) IHS （Intensity 明度, Hue 色度,Saturation 饱和度） HSV（ Hue, Saturation, Value） 彩色增强 Color enhancement 3. 彩色空间变换 H－色调hue L－明度lightness S－饱和度saturation H取0－360实型 L取0－1 实型 S取0－1 实型 L白 O黑 青180o 0o红 黄60o 绿120o 蓝240o 品红300o RGB到HSI的彩色变换 ： 给定一幅RGB彩色影像，每一个RGB像素和H分量可用下面的公式得到： 彩色模型变换 其中 饱和度分量： 强度分量： HSI到RGB的转换 ： 由HIS到RGB的转化公式有些