遙感數(shù)字圖像處理教程_09圖像變換

1、遙感數(shù)字圖像處理遙感數(shù)字圖像處理概述概述圖像變換圖像變換定義：定義：為達到圖像處理的某種目的而使用的數(shù)學方法為達到圖像處理的某種目的而使用的數(shù)學方法目的：目的： 簡化圖像處理簡化圖像處理 便于圖像特征提取便于圖像特征提取 圖像壓縮圖像壓縮 增強對圖像信息的理解增強對圖像信息的理解過程：過程： 正變換：將圖像變換成新的圖像，然后進行處理正變換：將圖像變換成新的圖像，然后進行處理 逆變換：將處理后的圖像還原為原始形式的圖像，以便和逆變換：將處理后的圖像還原為原始形式的圖像，以便和原始圖像進行對比原始圖像進行對比概述概述圖像變換圖像變換主要方法：主要方法：傅里葉變換：傅里葉變換：針對特定波段圖像的頻

2、率特征進行分析針對特定波段圖像的頻率特征進行分析處理，常用于周期性噪聲的去除處理，常用于周期性噪聲的去除主成分變換：主成分變換：針對多波段圖像進行處理，常用于數(shù)據(jù)針對多波段圖像進行處理，常用于數(shù)據(jù)的壓縮或噪聲的去除的壓縮或噪聲的去除纓帽變換：纓帽變換：針對針對landsat圖像的多波段經(jīng)驗性變換方法，圖像的多波段經(jīng)驗性變換方法，可以較好突出主體地物的特征可以較好突出主體地物的特征代數(shù)運算：代數(shù)運算：通過簡單的代數(shù)運算產(chǎn)生新的波段圖像，通過簡單的代數(shù)運算產(chǎn)生新的波段圖像，增強特定地物的信息增強特定地物的信息彩色變換：彩色變換：將圖像從將圖像從rgb彩色空間變換到其他彩色空彩色空間變換到其他彩色空

3、間，突出間，突出rgb彩色空間難以表現(xiàn)的內(nèi)容彩色空間難以表現(xiàn)的內(nèi)容數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.1 基本概念基本概念傅里葉變換是指非周期函數(shù)的正弦和或余弦和乘以加權函數(shù)的積分表示。傅里葉變換是指非周期函數(shù)的正弦和或余弦和乘以加權函數(shù)的積分表示。傅里葉變換可分為連續(xù)傅里葉變換和離散傅里葉變換。數(shù)字圖像處理中使傅里葉變換可分為連續(xù)傅里葉變換和離散傅里葉變換。數(shù)字圖像處理中使用的是（二維）離散傅里葉變換，即是將圖像分離成不同空間頻率組分的過程。用的是（二維）離散傅里葉變換，即是將圖像分離成不同空間頻率組分的過程。傅里葉變換在數(shù)字圖像處理中的作用傅里葉變換在數(shù)字圖像處理中的作用

4、圖像濾波圖像濾波特征提取特征提取周期性噪聲去除周期性噪聲去除第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.1 基本概念基本概念傅里葉變換和頻譜傅里葉變換和頻譜 22( )( )( )( )( )( )iftiftx fx t edtx tx f edfx tx fx t傅里葉正變換：傅里葉逆變換：為信號（ ）為的頻譜傅里葉正變換即由信號求頻譜的過程又稱為頻譜分析傅里葉正變換即由信號求頻譜的過程又稱為頻譜分析第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.1 基本概念基本概念傅里葉變換和頻譜傅里葉變換和頻譜 信號信號x (t)的組成的組成( )( )( )( )( )x ts tn ts tn t為有效信號為干擾

5、信號信號處理的目的：消弱干擾信號，保持或增強有效信號信號處理的目的：消弱干擾信號，保持或增強有效信號信號處理的方法：頻率域濾波（有效信號和干擾信號的頻信號處理的方法：頻率域濾波（有效信號和干擾信號的頻譜一般是不同）譜一般是不同）第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.1 基本概念基本概念連續(xù)信號的濾波和卷積連續(xù)信號的濾波和卷積 ( )( )( )( )x ty th th f為輸入信號為輸出信號為濾波因子（濾波器時間函數(shù)、脈沖響應函數(shù)）為濾波器頻譜（頻率響應函數(shù)）第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.4 頻率域圖像頻率域圖像空間域圖像空間域圖像頻率域圖像頻率域圖像線性地物線性地物高頻成分高頻成分

6、面狀地物面狀地物低頻成分低頻成分0空間頻率空間頻率低空間頻率低空間頻率高空間頻率高空間頻率圖像的空間頻率圖像的空間頻率第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.4 頻率域圖像頻率域圖像特點特點1、呈中心對稱、呈中心對稱2、原點、原點f(0,0)位于圖像中心位于圖像中心3、中心的亮度為原始圖像的平均亮度值，頻率為、中心的亮度為原始圖像的平均亮度值，頻率為0，頻率由，頻率由中心向外逐漸增大中心向外逐漸增大4、頻率域圖像中明顯的頻率變化方向與原始圖像中地物分布、頻率域圖像中明顯的頻率變化方向與原始圖像中地物分布方向垂直方向垂直第一節(jié)第一節(jié) 傅里葉變換傅里葉變換1.4 頻率域圖像頻率域圖像第一節(jié)第一節(jié) 傅

7、里葉變換傅里葉變換1.4 頻率域圖像頻率域圖像第二節(jié)第二節(jié) 主成分變換主成分變換目的：目的：減少圖像波段之間的相關性、去除多余信息、較少數(shù)據(jù)量，減少圖像波段之間的相關性、去除多余信息、較少數(shù)據(jù)量，主要用于數(shù)據(jù)壓縮和信息增強主要用于數(shù)據(jù)壓縮和信息增強 主成分變換主成分變換是基于變量之間的相關關系，在盡量不丟失信息是基于變量之間的相關關系，在盡量不丟失信息的前提下的一種變換方法。在遙感軟件中常被稱為的前提下的一種變換方法。在遙感軟件中常被稱為k-l變換。變換。第三節(jié)第三節(jié) 纓帽變換纓帽變換3.1 基本原理基本原理纓帽變換旋轉坐標空間，旋轉后的坐標軸指向與地物有密切關纓帽變換旋轉坐標空間，旋轉后的坐

8、標軸指向與地物有密切關系，特別是與植物生長過程和土壤有關的方向系，特別是與植物生長過程和土壤有關的方向纓帽變換可以實現(xiàn)信息壓縮，幫助解譯分析農(nóng)作物特征纓帽變換可以實現(xiàn)信息壓縮，幫助解譯分析農(nóng)作物特征纓帽變換主要用于纓帽變換主要用于mss和和tm數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)第四節(jié)第四節(jié) 代數(shù)運算代數(shù)運算4.1 概述概述定義：定義：根據(jù)地物本身在不同波段的灰度差異，通過不同波段之根據(jù)地物本身在不同波段的灰度差異，通過不同波段之間簡單的代數(shù)運算產(chǎn)生新的間簡單的代數(shù)運算產(chǎn)生新的“波段波段”，達到突出感興趣的地物，達到突出感興趣的地物信息、壓抑不感興趣的地物信息的圖像增強方法信息、壓抑不感興趣的地物信息的圖像增強方法操作對

9、象：操作對象： 多波段圖像多波段圖像 經(jīng)過空間配準的兩幅或多幅單波段圖像經(jīng)過空間配準的兩幅或多幅單波段圖像 常數(shù)（另外至少有一個是波段）常數(shù)（另外至少有一個是波段） 圖像文件（文件中的波段數(shù)和順序必須相同）圖像文件（文件中的波段數(shù)和順序必須相同）第四節(jié)第四節(jié) 代數(shù)運算代數(shù)運算4.2 主要運算方式主要運算方式第四節(jié)第四節(jié) 代數(shù)運算代數(shù)運算4.2 主要運算方式主要運算方式動態(tài)監(jiān)測動態(tài)監(jiān)測圖像背景清除圖像背景清除運動目標檢測與跟蹤運動目標檢測與跟蹤不同圖像處理效果的比較不同圖像處理效果的比較目標識別目標識別第四節(jié)第四節(jié) 代數(shù)運算代數(shù)運算4.2 主要運算方式主要運算方式 掩膜處理掩膜處理第五節(jié)第五節(jié) 彩色變換彩色變換5.1 hsi彩色變換彩色變換his*/變換：變換：通過構建通過構建h（色調(diào)）、（色調(diào)）、i（強度）、（強度）、s（飽和度）模型來進行的彩色變換（飽和度）模型來進行的彩色變換 第五節(jié)第五節(jié) 彩色變換彩色變換5.1 his彩色變換彩色變換第五節(jié)第五節(jié) 彩色變換彩色