[理学]09遥感图像处理-光谱增强.ppt

什么是数字图像? 将一幅二维的图像通过有限个离散点来表示就成为了数字图像，其中的每个点称为图像元素，即像素。 像素值往往用来表示像素的灰度级、颜色、高度值、透明度等等。 什么是数字图像?(续…) 注意：“digitization” 表示数字图像是现实中图像的近似值。 在图像处理软件中，使用放大工具，对图像的局部进行观察时 什么是数字图像?(续…) 一般的，图像格式包括: 每像素1个样值 (BW or Grayscale) 每像素3个样值 (Red, Green, and Blue) 每像素4个样值(Red, Green, Blue, and “Alpha”, a.k.a. Opacity) 什么是数字图像处理? 数字图像处理的两个主要任务： 如何利用计算机来改进图像的品质以便于人类视觉分析； 对图像数据进行存储、传输和表示，便于计算机自动化处理。 图像处理的范畴是一个受争论的话题，因此也产生了其他的领域比如图像分析和计算机视觉等等。 图像处理和计算机图形学的结合日益紧密，后者长期受到计算机游戏的推动 举例： 图像增强 举例： Hubble 望远镜 1990年发射的“哈勃”号太空望远镜能够拍摄超远距离的物体，但是由于镜子出现误差，拍摄到的图像就失去了价值，而借助于图像处理技术便可以修复 举例：医学 通过MRI（核磁共振）扫描到的犬类心脏切片，我们可以找出其中各种组织的边界线: 灰度图表示组织密度 使用合适的滤波器来增强边缘 举例：GIS 地理信息系统（Geographic Information Systems，GIS)，数字图像处理技术广泛用于： 气象学 地形分类 操作卫星图像 举例：GIS(续…) 遥感图像： 农业普查 森林覆盖计算 水利工程等的客观估计计算 森林火灾监护－－客观反映火灾情况、面积 举例：工业检验 操作人员需要花费大量的精力，却又慢又不可靠； 使用机器代替； 工业可视化系统广泛应用于各类产业 举例：印刷电路板检测 印刷电路板检测(Printed Circuit Board inspection, PCB) 使用机器检测零件是否完整以及焊接是否合格 常规成像和X光成像相结合 举例：法律执行 图像处理技术被法律执行者广泛采用 高速相机或者自动收费系统用于牌照识别 指纹识别 闭路电视(Close Circuit Television, CCTV)中图像的增强 举例：HCI 使得人机交互（Human Computer Interaction）变得更加自然 面部识别 手势识别 数字图像处理的关键步骤 数字图像处理的关键步骤：图像采集 数字图像处理的关键步骤：图像增强 数字图像处理的关键步骤：图像复原 数字图像处理的关键步骤：形态学处理 数字图像处理的关键步骤：分割 数字图像处理的关键步骤：对象识别 数字图像处理的关键步骤：表示描述 数字图像处理的关键步骤：图像压缩 数字图像处理的关键步骤：彩色图像处理 对遥感图像进行一系列的操作，以求达到预期目的的技术称作遥感图像处理。遥感图像处理可分为两类： 一是利用光学、照相和电子学的方法对遥感模拟图像（照片、底片）进行处理，简称为光学处理； 二是利用计算机对遥感数字图像进行一系列操作，从而获得某种预期结果的技术，称为遥感数字图像处理。 本章主要内容 1. 遥感影像光学处理 1.1 概述 理想状态下，两种地物图像的灰度差与地物反射率的对数差成线性关系， 遥感影像的获取、传输过程中，由于众多因素的影响，使得灰度差过小以致不能分辨地物。 图像增强的目的是扩大灰度差异，进而进行地物的分辨。 1.3 光学增强处理 相关掩模处理方法 改变对比度 显示动态变化 边缘突出 2 数字图像处理 遥感数字图像处理大致可分为：图像转换、数字图像校正、数字图像增强、多源信息复合、遥感数字图像计算机遥感解译。 2.1 数字图像及直方图 数字图象 模拟量与数字量的本质区别 由直方图的形态可以粗略分析图像质量 3. 数字图像校正 遥感卫星图像畸变与失真都是随时或随地而异的随机性偏差，大小和分布都难于事先预测。对于那些意欲开展定量遥感、精确量算面积、监测植物长势、估算作物产量、林木蓄积量、草原产草量以及其他做地物目标定量变化研究的应用者来说，还应该在系统粗校正的基础上，对遥感图像做进一步的精校正处理。 3.1 辐射校正 由于传感器响应特性和大气的吸收、散射及其它随机因素影响，导致图象模糊失真，造成图象分辨率和对比度相对下降。这些都需要通过辐射校正复原。 包括：系统辐射校正和大气校正,其中系统辐射校正有 光学摄影机内部辐射误差校正 光电扫描仪内部辐射误差校正 大气校正 回归分析法 直方图校正法 回归分析法 原理：大气散射主要影响短波部分，波长较长的波