第4章(1)遙感圖像

1、1第四章第四章 遙感圖像處理遙感圖像處理1）目標物的電磁波特性）目標物的電磁波特性2）信息的獲取（傳感器和遙感平臺）信息的獲?。▊鞲衅骱瓦b感平臺）3）信息的接收）信息的接收4）信息的處理）信息的處理5）信息的應(yīng)用）信息的應(yīng)用2遙感圖像處理遙感圖像處理光學(xué)影像光學(xué)影像光學(xué)原理和光學(xué)處理方法光學(xué)原理和光學(xué)處理方法數(shù)字影像數(shù)字影像數(shù)字圖像校正數(shù)字圖像校正數(shù)字圖像增強數(shù)字圖像增強多源信息復(fù)合多源信息復(fù)合31 顏色的性質(zhì)和顏色立體顏色的性質(zhì)和顏色立體2 加色法與減色法加色法與減色法3 黑白影像與彩色影像黑白影像與彩色影像4 光學(xué)處理（了解）光學(xué)處理（了解）光學(xué)原理與光學(xué)處理光學(xué)原理與光學(xué)處理45光和顏色

2、光和顏色電磁波譜中電磁波譜中0.38-0.760.38-0.76 m m的波段能引起人的視覺，稱為的波段能引起人的視覺，稱為可見光可見光, , 簡稱光簡稱光可見光加上紫外和紅外部分來自原子和分子的發(fā)光輻射，可見光加上紫外和紅外部分來自原子和分子的發(fā)光輻射，稱為光學(xué)輻射稱為光學(xué)輻射-光學(xué)遙感光學(xué)遙感光與色有什么不同？光與色有什么不同？光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)。光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)?！拔骞馐骞馐?6亮度對比亮度對比：視場中對象與背景的亮度差與背景亮度之比亮度對比：視場中對象與背景的亮度差與背景亮度之比C=C=（L L對象對象-L-L背景背景）/L/L背景背景選擇適宜的對象及背景的亮

3、度，可以提高對比，從而提選擇適宜的對象及背景的亮度，可以提高對比，從而提高視覺效果。高視覺效果。兩個或多個對象間的對比，即兩個或多個對象間的對比，即C=C= L L對象對象/L/L對象對象7亮度對比亮度對比8顏色對比：在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色相互影響。顏色對比：在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色相互影響。 受受視覺影響很大視覺影響很大( (所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長吸收的結(jié)果所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長吸收的結(jié)果) )兩種顏色互相影響的結(jié)果，使每種顏色向其影響色的補色變兩種顏色互相影響的結(jié)果，使每種顏色向其影響色的補色變化。兩種顏色的邊界，對比現(xiàn)象更加明顯化

4、。兩種顏色的邊界，對比現(xiàn)象更加明顯在色度學(xué)中，當兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色時，這兩種顏在色度學(xué)中，當兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色時，這兩種顏色稱為互補色。色稱為互補色。綠是品紅的補色，藍是黃的補色綠是品紅的補色，藍是黃的補色人眼能分辨一百多種不同顏色，彩色圖象能表現(xiàn)更豐富的信人眼能分辨一百多種不同顏色，彩色圖象能表現(xiàn)更豐富的信息量息量顏色對比9顏色對比1011顏色的性質(zhì)顏色的性質(zhì)q 顏色描述對遙感圖象很重要，顏色描述對遙感圖象很重要，顏色變換顏色變換是遙感圖象處是遙感圖象處理的重要方法。理的重要方法。q 所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長

5、吸收的結(jié)果吸收的結(jié)果q 顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述明度（明度（Lightness, 強度強度, Intensity）色調(diào)（色調(diào)（Hue）飽和度飽和度(Saturation)12明度明度（Lightness, 強度強度, Intensity）是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。與電磁波輻射亮度是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。與電磁波輻射亮度的概念不同，明度受人的視覺感受性和經(jīng)驗影響。的概念不同，明度受人的視覺感受性和經(jīng)驗影響。物體反射率越高，明度就越高。白比灰，黃比紅物體反射率越高，明度就越高。白比灰，黃比紅光源：亮度越大，明度越高光源：亮度越大，明

6、度越高黑白圖象：灰度、灰階黑白圖象：灰度、灰階13灰度（明度）、灰階灰度（明度）、灰階14色調(diào)（色調(diào)（HueHue）色彩彼此間相互區(qū)分的特性?？梢姽獠ǘ蔚牟煌ㄩL刺激人眼色彩彼此間相互區(qū)分的特性?？梢姽獠ǘ蔚牟煌ㄩL刺激人眼產(chǎn)生了不同色彩（紅產(chǎn)生了不同色彩（紅紫）的感覺。紫）的感覺。從紅到紫是可見光譜上存在的顏色，每種顏色對應(yīng)一個波長值，從紅到紫是可見光譜上存在的顏色，每種顏色對應(yīng)一個波長值，是是光譜色光譜色。有時刺激人眼的光波不是單一波長，而是有時刺激人眼的光波不是單一波長，而是一些波長的組合一些波長的組合，也，也可構(gòu)成一些顏色，但它們找不到對應(yīng)的波長值，不叫光譜色。可構(gòu)成一些顏色，但它們找

7、不到對應(yīng)的波長值，不叫光譜色。15飽和度飽和度(Saturation)(Saturation)彩色純潔的程度，即光譜中波長段是否窄，頻率是彩色純潔的程度，即光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。對于光源，發(fā)出的若是單色光就是否單一的表示。對于光源，發(fā)出的若是單色光就是最飽和的彩色，如激光。對于物體顏色，如果物體最飽和的彩色，如激光。對于物體顏色，如果物體對光譜反射性有很高的選擇性，只反射很窄的波段對光譜反射性有很高的選擇性，只反射很窄的波段則飽和度高。則飽和度高。如果光源或物體反射光在某種波長中混有許多其它如果光源或物體反射光在某種波長中混有許多其它波長的光或混有白光則飽和度變低。波長的光或

8、混有白光則飽和度變低。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。16彩色彩色 I IH S17顏色立體顏色立體18顏色立體顏色立體19三原色：三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(chǎn)生，三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色混合相加產(chǎn)生，三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱之為三原色。實驗證明，調(diào)的顏色，則稱之為三原色。實驗證明，紅、綠、藍紅、綠、藍三種顏三種顏色是最優(yōu)的三原色。色是最優(yōu)的三原色。由三原色混合，可以產(chǎn)生其他顏色，稱為由三原色混合，可以產(chǎn)生其他顏色，稱為加色

9、法加色法?；パa色：互補色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色 , , 這兩種顏色就這兩種顏色就稱為互補色。稱為互補色。加色法加色法2021顏色相加的原理可以用色度圖來表現(xiàn)，比加色法示意圖更接近顏色相加的原理可以用色度圖來表現(xiàn)，比加色法示意圖更接近實際情況。因為每種波長的光都可以用紅綠藍三原色相加產(chǎn)生。實際情況。因為每種波長的光都可以用紅綠藍三原色相加產(chǎn)生。對任何一種顏色的光，當匹配的各波長光譜能量相同（等能光對任何一種顏色的光，當匹配的各波長光譜能量相同（等能光譜）時，都可以推算出其所需要的紅綠藍三原色的數(shù)量值。譜）時，都可以推算出其所需要的紅綠藍三原色的數(shù)量值。所有光譜

10、色混合時，即形成等能光譜中的白光，且白光時由相所有光譜色混合時，即形成等能光譜中的白光，且白光時由相同數(shù)量的紅綠藍三原色組成。同數(shù)量的紅綠藍三原色組成。設(shè)光的總能量為設(shè)光的總能量為1，則白光由三原色各，則白光由三原色各1/3構(gòu)成，即構(gòu)成，即紅紅=綠綠=藍藍=1/3白，紅白，紅+綠綠+藍藍=白白根據(jù)上述原理，設(shè)計了色度圖根據(jù)上述原理，設(shè)計了色度圖色色 度度 圖圖22x: 紅色的比例；紅色的比例； y: 綠色的比例；藍色比例可由綠色的比例；藍色比例可由x+y+z=1導(dǎo)出；導(dǎo)出；弧形曲線代表光譜，線上每一點代表一種波長（弧形曲線代表光譜，線上每一點代表一種波長（nm）和光譜）和光譜顏色，曲線包圍的部

11、分及直線部分代表非光譜色。顏色，曲線包圍的部分及直線部分代表非光譜色。23減色法減色法彩色攝影、彩色印刷打印、美術(shù)顏料的混合彩色攝影、彩色印刷打印、美術(shù)顏料的混合減色法是從自然光（白光）中，減去一種或二種基色光而生減色法是從自然光（白光）中，減去一種或二種基色光而生成色彩的方法。成色彩的方法。顏料本身的色彩是由于本身選擇性地吸收了入射自然光中一顏料本身的色彩是由于本身選擇性地吸收了入射自然光中一定波長的光，反射出未被吸收的色光而呈現(xiàn)出本身的色彩。定波長的光，反射出未被吸收的色光而呈現(xiàn)出本身的色彩。例如，黃色顏料是由于本身吸收了自然光中的藍色光，反射例如，黃色顏料是由于本身吸收了自然光中的藍色光

12、，反射出未被吸收的紅光和綠光疊加混合的結(jié)果；品紅顏料是由于吸出未被吸收的紅光和綠光疊加混合的結(jié)果；品紅顏料是由于吸收了自然光中的綠光，反射出紅光和藍光相加的結(jié)果；同樣，收了自然光中的綠光，反射出紅光和藍光相加的結(jié)果；同樣，青顏料是由于吸收了自然光中的紅光成分，反射藍光與綠光的青顏料是由于吸收了自然光中的紅光成分，反射藍光與綠光的結(jié)果。結(jié)果。24減法三原色減法三原色減法三原色：指加法三原色的補色，即黃、品紅和青色。減法三原色：指加法三原色的補色，即黃、品紅和青色。用白光由紅、綠、藍三色組成這種理想模型來理解，可以用白光由紅、綠、藍三色組成這種理想模型來理解，可以認為黃色，是減去藍色的的紅綠組合；

13、同樣地，品紅色是認為黃色，是減去藍色的的紅綠組合；同樣地，品紅色是減去綠色的紅藍組合，青色是減去紅色的藍綠組合。這樣，減去綠色的紅藍組合，青色是減去紅色的藍綠組合。這樣，黃、品紅、青便是減色法的三原色。黃、品紅、青便是減色法的三原色。將彩色涂料的三色疊加時，由于光線依次通過減紅、減綠、將彩色涂料的三色疊加時，由于光線依次通過減紅、減綠、減藍層就成黑色。只有當涂料濃度不夠，減色不徹底時才減藍層就成黑色。只有當涂料濃度不夠，減色不徹底時才會出現(xiàn)灰白色，但這仍是減色法而不是加色法。會出現(xiàn)灰白色，但這仍是減色法而不是加色法。2526減色法實驗減色法實驗白光白光-藍濾光片藍濾光片-黃濾光片黃濾光片-？顏色？顏色27黑白影像與彩色影像黑白影像與彩色影像遙感影像常以照片（或數(shù)字影像）來表現(xiàn)遙感影像常以照片（或數(shù)字影像）來表現(xiàn):單波段或全色波段表現(xiàn)為單波段或全色波段表現(xiàn)為黑白圖像黑白圖像，三波段組合表現(xiàn)為三波段組合表現(xiàn)為彩色影像彩色影像彩色彩色：真彩色真彩色(true color)：（三波段組合）：（三波段組合）假彩色假彩色(false color)：（三波段組合）：（三波段組合）偽彩色偽彩色(pseudo color)偽彩色偽彩色 (pseudocolor): 灰度圖像