講義6 第4章 遙感圖像處理1

1、第第 4 章章 遙感圖像處理遙感圖像處理本章主要介紹遙感光學(xué)影像光學(xué)影像和數(shù)字影像數(shù)字影像在分析、判讀、理解、識別前的處理識別前的處理過程。分類：分類：遙感圖像處理-光學(xué)處理 -數(shù)字處理 評價評價：光學(xué)方法快速、簡易、容易掌握、費(fèi)用較低，但功能單一、適應(yīng)性差。數(shù)字處理快速、功能更全、算法更多。 光學(xué)遙感圖像處理光學(xué)遙感圖像處理 數(shù)字遙感圖像處理數(shù)字遙感圖像處理數(shù)字遙感數(shù)字遙感圖象處理圖象處理圖象校正圖象校正圖象增強(qiáng)圖象增強(qiáng)圖象融合圖象融合輻射校正輻射校正幾何校正幾何校正對比度變換對比度變換空間濾波空間濾波彩色變換彩色變換多光譜變換多光譜變換圖象運(yùn)算圖象運(yùn)算4.1遙感光學(xué)原理與光學(xué)處理遙感光學(xué)原

2、理與光學(xué)處理 1、亮度對比和顏色對比、亮度對比和顏色對比亮度對比（反差）：視場中對象與背景的亮度差 與背景亮度之比。 顏色對比（色差）：視場中相鄰區(qū)域的顏色差異。 人眼對顏色（可分別人眼對顏色（可分別100多中顏色）的敏感度高于多中顏色）的敏感度高于對亮度的敏感度。對亮度的敏感度。4.1.1 顏色視覺顏色視覺 0.70m為紅色為紅色，0.58m為黃色為黃色，0.51m為綠色，為綠色，0.47m為藍(lán)色為藍(lán)色 。 黑白像片密度范圍多在0.15-1.8。不同密度值范圍內(nèi)，人眼識別的最小密度差值不同：（0.4-0.15）/0.04=6；（0.7-0.4）/0.16=2；（1.8-0.7）/0.4=2；

3、因此人眼對黑白圖像的識別等級數(shù)量大約在 6+2+2=10級左右。但是，人眼對可見光（0.38-0.76）分辨的最小色差可以達(dá)到0.002-0.004微米，因此，人眼對彩色圖像的分辨等級數(shù)量可以達(dá)：（0.76-0.38）/0.003=100。如果再加上顏色的明度和飽和度因素，人眼分辨的顏色就更多了 2 2、顏色的特征、顏色的特征（彩色三要素）（彩色三要素）明度明度： 人眼對光源或物體明亮程度的感覺。 （與物體的反射率成正比）色調(diào)色調(diào)： 指色彩的差異。 （與視覺接收到的波長有關(guān)，通常是一定波長的組合）飽和度飽和度： 指色彩純潔的程度。（與波長成反比） 3.3. 不同色調(diào)的亮度變化相同色調(diào)的亮度變化

4、最亮最暗亮暗顏色及其亮度 4.1.2加色法與減色法加色法與減色法 1.顏色相加相減原理顏色相加相減原理 互補(bǔ)色互補(bǔ)色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色，這兩種顏色就稱為互補(bǔ)色。 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混合相加產(chǎn)生，這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。 色光三原色 顏料三原色 加色法： 采用紅、綠、藍(lán)三種色光為基色，按比例混合疊加產(chǎn)生其它色彩的方法。 減色法： 從自然光（白光）中減去一種或兩種基色光而產(chǎn)生色彩的方法。遙感中通常采用減色法（如在鏡頭前加濾光片）遙感中通常采用減色法（如在鏡頭前加濾光片） 加色法三原色減色法三原色 我們的理

5、解：我們的理解：顏色相加和顏色相減的本質(zhì)區(qū)別在于：前者是光的相加，即光的亮度逐漸變大；前者是光的相加，即光的亮度逐漸變大；后者是光的相減，即混色結(jié)果光亮度越來越小。后者是光的相減，即混色結(jié)果光亮度越來越小。 （流明）（流明）光色加減的計算光色加減的計算 B + G + R = W + + + Y + M+ C = W= W W W怎怎 樣樣 記記 住住 ？ 2 2、色度圖、色度圖 x軸軸(色度坐標(biāo))相當(dāng)于紅原色紅原色的比例， y軸軸(色度坐標(biāo))相當(dāng)于綠原色綠原色的比例，圖中沒設(shè)藍(lán)色度坐標(biāo)沒設(shè)藍(lán)色度坐標(biāo)z，因為，因為x+y+z=1。 色度圖的意義： (1) 任何顏色在色度圖中都有確定的位置。任何

6、顏色在色度圖中都有確定的位置。 (2) 色度圖可以粗略推算出兩種顏色相混合色度圖可以粗略推算出兩種顏色相混合得到的中間色得到的中間色。 (3) 色度圖對互補(bǔ)色的確定色度圖對互補(bǔ)色的確定。過C點做一條直線與邊緣交于二個點，如m和n，則這二點對應(yīng)光譜的顏色一定是互補(bǔ)色，它們混合可以產(chǎn)生白光。 比較三種彩色模型：比較三種彩色模型：顏色立體的最顯著特色是它的“理想化理想化”；孟塞爾顏色立體最顯著特色是它的“標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化”；而色度圖的最顯著特色是它的“定量化定量化”。 4.1.3 4.1.3 光學(xué)增強(qiáng)處理光學(xué)增強(qiáng)處理 光學(xué)處理具有精度高，反映目標(biāo)地物光學(xué)處理具有精度高，反映目標(biāo)地物更真實，圖像目視效果好

7、等優(yōu)點，有時更真實，圖像目視效果好等優(yōu)點，有時是十分必要的處理手段。是十分必要的處理手段。 遙感圖像增強(qiáng)處理遙感圖像增強(qiáng)處理空間域處理：直接對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理； 頻率域處理：將空間域圖像變換成頻域圖像，然后對頻域圖像的頻譜進(jìn)行修改，達(dá)到增強(qiáng)的目的。 1. 1. 彩色合成彩色合成(1)加色法彩色合成 根據(jù)加色法原理，制作成各種合成儀器，選用不同波段的正片或負(fù)片組合，進(jìn)行彩色合成，是加色法合成的過程。 光源光源光源光源光源光源黑白正片黑白正片TM2TM3TM4黑白正片黑白正片TM2TM3TM4放大放大放大合成假彩色圖 像綠綠藍(lán)藍(lán)紅紅彩色合成原理 合成儀法彩色合合成儀法彩色合成成：是將不同波段的黑白

8、透明片分別放人有紅、綠、藍(lán)濾光片的光學(xué)投影通道中精確配準(zhǔn)和重疊，生成彩色影像的過程。 TM1 TM2 TM3 分層曝光法彩色合成分層曝光法彩色合成： 利用彩色膠片具有的三層乳劑，使每一層乳劑依次曝光的方法。采用的儀器為單通道投影儀或放大機(jī)。每次放人個波段的透明片，依次使用紅、綠、藍(lán)濾光片，分三次或更多次對膠片或相紙曝光，使感紅層，感綠層、感藍(lán)層依次感光。最后沖洗成彩色片。 分層曝光法彩色合成分層曝光法彩色合成 關(guān)鍵是保證多次曝光時，多張黑白透明片的影像位置完全重合。三個濾色片要使其在色度圖上組成的顏色三角形越大，以便合成后的色調(diào)豐富。分層曝光彩色合成使用的定位框 (2)(2)減色法彩色合成減色

9、法彩色合成 （在紙上一層一層涂色或染色） 染印法染印法： 是一種使用特別浮雕片、接收紙和沖顯染印藥制作彩色合成影像的方法。 印刷法印刷法： 同一般的彩色套印，將各波段圖像進(jìn)行制版、印刷而成。 其它彩色合成手段還有： 2、相關(guān)掩膜處理方法、相關(guān)掩膜處理方法：指對于幾何位置完全配準(zhǔn)的原片，利用感光條件和攝影處理的差別，制成不同密度，不同反差的正片或負(fù)片(稱為模片)，通過它們的各種不同疊加方案改變原有影像的顯示效果，達(dá)到信息增強(qiáng)目的的方法。 3光學(xué)信息處理光學(xué)信息處理（相干光學(xué)處理或傅里葉光學(xué)處理） 即上述光學(xué)處理中的頻率域處理。實際上是一種濾波處理。數(shù)學(xué)上傅里葉變換的基本內(nèi)涵是實現(xiàn)空間域函數(shù)與頻率域函數(shù)的雙向變換（變換與逆變