第四章:数字图象处理.ppt
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第四章:数字图象处理.ppt
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IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing本章讲授内容及要求本章讲授内容及要求数字图像的校正:
辐射纠正和几何纠正数字图像的校正:
辐射纠正和几何纠正数数字字图图像像增增强强图像增强图像增强图像增强图像增强:
对比度变换、空间滤波、彩色变换、图对比度变换、空间滤波、彩色变换、图对比度变换、空间滤波、彩色变换、图对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。
像运算、多光谱变换。
像运算、多光谱变换。
像运算、多光谱变换。
多源信息复合多源信息复合多源信息复合多源信息复合光学原理与光学处理光学原理与光学处理光学原理与光学处理光学原理与光学处理IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing本章主要介绍遥感光学影像和数字影像在分本章主要介绍遥感光学影像和数字影像在分析、判读、理解和识别前的处理过程,随着析、判读、理解和识别前的处理过程,随着计算机和软件水平的提高,计算机图像处理计算机和软件水平的提高,计算机图像处理(图像校正和图像增强图像校正和图像增强)越来越深入到遥感)越来越深入到遥感领域。
领域。
IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing4.1光学原理与光学处理光学原理与光学处理所所有有颜颜色色都都是是对对某某波波段段波波长长有有选选择择的的反反射射而而对对其其它它波波长长吸吸收收的的结果结果.明明度度(L:
Light):
光光源源或或物物体体的的明明亮亮程程度度,一一般般来来说说,物物体体的的反反射率越高射率越高,明度越高明度越高,比如白色比灰色明度高。
比如白色比灰色明度高。
色色调调(H:
Hue):
色色彩彩彼彼此此相相互互区区分分的的特特性性,可可见见光光部部分分的的不不同同波长产生了不同彩色的感觉。
但多数情况下是组合颜色。
波长产生了不同彩色的感觉。
但多数情况下是组合颜色。
饱饱和和度度(S:
Saturation):
是是色色彩彩纯纯洁洁的的程程度度,也也就就是是说说光光谱谱中中波长段是否窄波长段是否窄4.1.1颜色视觉颜色视觉1亮度对比和颜色对比亮度对比和颜色对比2颜色的性质颜色的性质IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing3颜色立体颜色立体
(1)颜色立体颜色立体:
用一种理想化的颜色立体图来描述颜色特性之间:
用一种理想化的颜色立体图来描述颜色特性之间的关系。
的关系。
greenyellowmagentaredblueHueLightSaturationwhiteblackIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing
(1)、互补色:
若两种颜色混合产生白色、互补色:
若两种颜色混合产生白色或灰色,这两种颜色就称为互补色。
或灰色,这两种颜色就称为互补色。
Y+B=WHITEG+M=GRAY
(2)、)、加法三原色:
若三种颜色,其中加法三原色:
若三种颜色,其中的任何一种都不能由其它的两种颜色的任何一种都不能由其它的两种颜色混混合相加产生,但这三种颜色按一定的比合相加产生,但这三种颜色按一定的比例混合,可以例混合,可以形成各种色调的颜色。
形成各种色调的颜色。
(R,G,B)混合后的颜色是一种视觉效果上的颜混合后的颜色是一种视觉效果上的颜色,已经完全失去了颜色的光谱意义色,已经完全失去了颜色的光谱意义4.1光学原理与光学处理光学原理与光学处理4.1.2加色法与减色法加色法与减色法1、颜色相加原理、颜色相加原理IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing2、颜色相加原理的色度图(、颜色相加原理的色度图(CIE图)图)每一种波长的光每一种波长的光都可以由都可以由RGB三三原色相加产生,原色相加产生,因此,存在关系:
因此,存在关系:
R=G=B=1/3W,R+G+B=1绿绿原原色色的的比比例例红原色的比例红原色的比例IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing色度图(色度图(CIE图)的特点:
图)的特点:
CIE图与颜色立体的含义不同,它具有真实的意义,表现了人图与颜色立体的含义不同,它具有真实的意义,表现了人眼对颜色视觉的基本规律。
眼对颜色视觉的基本规律。
(1)从)从A(0.4um)到到B(0.77um)所形成的马蹄所形成的马蹄形范围内所包含的各点都是形范围内所包含的各点都是在物理可由真实光线产生的在物理可由真实光线产生的颜色,任何颜色在颜色,任何颜色在CIE图中图中都有确定的位置。
马蹄形的都有确定的位置。
马蹄形的周边表示周边表示C的差异、中间各的差异、中间各点与点与C的连线表示的连线表示S(越接越接近光谱线近光谱线S越高)。
(如图越高)。
(如图C点的点的H为为0.54umMABCMIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing色度图(色度图(CIE图)的特点:
图)的特点:
(2)CIE图可以概算两种图可以概算两种颜色混合得到的中间色颜色混合得到的中间色.(3)过)过C做一直线与边缘做一直线与边缘交于两个点,则两点对应的交于两个点,则两点对应的光谱颜色一定是互补色。
混光谱颜色一定是互补色。
混合可以产生白光,但如果有合可以产生白光,但如果有一个点落在一个点落在AB线上,则说线上,则说名白光有两种以上的光线产名白光有两种以上的光线产生,生,因为因为AB线上的点本身线上的点本身是有两种光线混合产生的。
是有两种光线混合产生的。
MABCMNKmnIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessingIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing3、颜色相减原理、颜色相减原理IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing4.1光学原理与光学处理光学原理与光学处理4.1.3光学增强处理光学增强处理IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing4.2数字图像的校正数字图像的校正4.2.1数字图像数字图像数字图像的存储数字图像的存储IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing4.2数字图像的校正数字图像的校正4.2.2辐射校正辐射校正进入传感器的辐射强度反映在图象上就是亮度值。
辐进入传感器的辐射强度反映在图象上就是亮度值。
辐射强度越大,亮度值越大。
亮度值主要受两个物理量射强度越大,亮度值越大。
亮度值主要受两个物理量的影响:
的影响:
太阳的辐射强度和地物的光谱反射率。
太阳的辐射强度和地物的光谱反射率。
太阳辐射照射到地面的辐射强度。
当太阳辐射相同太阳辐射照射到地面的辐射强度。
当太阳辐射相同时,图象上像元亮度值的差异反映了不同地物光谱反时,图象上像元亮度值的差异反映了不同地物光谱反射率的差异。
但实际测量时,辐射强度值还受其它因射率的差异。
但实际测量时,辐射强度值还受其它因素的影响而发生改变。
这一部分称为素的影响而发生改变。
这一部分称为辐射畸变辐射畸变。
引起引起辐射畸变有两个主要原因;一是辐射畸变有两个主要原因;一是传感器本身产传感器本身产生的误差生的误差。
二是。
二是大气对辐射的影响大气对辐射的影响。
IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessingIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessingIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessingIntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing图像辐射校正的方法图像辐射校正的方法大气对辐射的影响主要是减少了图象的对比度:
使原始大气对辐射的影响主要是减少了图象的对比度:
使原始信号和背景信号都增减了一个因子。
因此辐射校正主要信号和背景信号都增减了一个因子。
因此辐射校正主要通过纠正辐射亮度。
通过纠正辐射亮度。
校正方法:
校正方法:
1、精校正:
通过每个波段的亮度值与地物反射率的关、精校正:
通过每个波段的亮度值与地物反射率的关系来进行。
系来进行。
2、粗校正:
、粗校正:
消除程辐射的影响消除程辐射的影响。
方法:
直方图最小值。
方法:
直方图最小值去除法和回归分析法。
去除法和回归分析法。
直方图最小值去除法:
直方图是以统计图的形式表示直方图最小值去除法:
直方图是以统计图的形式表示图象亮度值与像元数之间的关系。
图象亮度值与像元数之间的关系。
IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing4.2数字图像的校正数字图像的校正4.2.3几何校正几何校正1.影像变形的原因影像变形的原因IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing几何粗校正几何粗校正:
遥感数据接收后,首先由接收部门进行校正。
遥感数据接收后,首先由接收部门进行校正。
这种校正主要是根据这种校正主要是根据RS平台、地球和传感器的各种参数进平台、地球和传感器的各种参数进行处理。
而在实际应用时,由于使用的目的不同或投影与行处理。
而在实际应用时,由于使用的目的不同或投影与比例尺的不同,仍需要做进一步的几何校正。
比例尺的不同,仍需要做进一步的几何校正。
几何精校正几何精校正:
几何粗校正可在一定程度上校正各种因素引几何粗校正可在一定程度上校正各种因素引起的畸变,但仍存在较大误差,仅适宜做定性分析,但定起的畸变,但仍存在较大误差,仅适宜做定性分析,但定量分析是我们感兴趣的。
比如地理制图、土地利用调查、量分析是我们感兴趣的。
比如地理制图、土地利用调查、海岸带测量等需要有海岸带测量等需要有更为准确的卫星影像更为准确的卫星影像。
这就必须进行。
这就必须进行几何精校正。
几何精校正综合考虑了所有因素造成的几何几何精校正。
几何精校正综合考虑了所有因素造成的几何畸变,可获得高精度的可供定量分析的数字图象。
畸变,可获得高精度的可供定量分析的数字图象。
2.几何畸变校正几何畸变校正IntroductiontoRemoteSensingChp4:
DigitalImageProcessing几何精校正几何精校正:
利用地面控制点(:
利用地面控制点(GroundControlPoints:
GCP)进行。
它通过进行。
它通过GCP数据对原始卫星图像数据对原始卫星图像的几何畸变过程进行的几何畸变过程进行数学模拟数学模拟,建立原始的畸变图象,建立原始的畸变图象空间与地理制图用的标准空间(校正空间)之间的某空间与地理制图用的标准空间(校正空间)之间的某种对应关系,然后利用这种对应关系把畸变图象空间种对应关系,然后利用这种对应关系把畸变图象空间中的全部元素变换到校正图象空间中去。
校正空间在中的全部元素变换到校正图象空间中去。
校正空间在我国为我国为G-K投影空间。
投影空间。
地面控制点的来源地面控制点的来源:
实地测量。
实地测量。
从已有的地形从已有的地形图获得。
图获得。
地理编码影像(地理编码影像(Geo-codedimage)。
)。
Introduction
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- 第四 数字图象处理