遙感概論-遙感圖像的增強(qiáng)

第四章遙感數(shù)字圖像處理第三節(jié)遙感圖像的增強(qiáng)第三節(jié)遙感圖像的增強(qiáng)主要目的：（1）采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；（2）將圖像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人或機(jī)器進(jìn)行解譯和分析處理的形式。圖像增強(qiáng)不是以圖像保真度為原則，而是通過處理，有選擇地突出感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值，即圖像增強(qiáng)處理只是增強(qiáng)了對某些信息的辨別能力。未增強(qiáng)圖像增強(qiáng)后圖像未增強(qiáng)圖像增強(qiáng)后圖像第三節(jié)遙感圖像的增強(qiáng)增強(qiáng)的實(shí)質(zhì)增強(qiáng)感興趣地物與周圍地物之間的反差。圖像增強(qiáng)的分類

a.點(diǎn)域增強(qiáng)處理和空間域增強(qiáng)處理-按幾何關(guān)系分類

b.空間域增強(qiáng)和頻率域增強(qiáng)-按影像表達(dá)方式分類

c.灰度增強(qiáng)和彩色增強(qiáng)-按顯示方式分類

一、點(diǎn)域增強(qiáng)處理圖像灰度的直方圖線性變換非線性變換直方圖均衡化直方圖正態(tài)化直方圖匹配密度分割灰度反轉(zhuǎn)1.1圖像灰度的直方圖(histogram)1.1圖像灰度的直方圖(histogram)計(jì)算方法：數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖?；叶戎狈綀D可以看成是一個(gè)隨機(jī)分布密度函數(shù)，其分布狀態(tài)可用灰度均值和標(biāo)準(zhǔn)差來衡量。1.1圖像灰度的直方圖(histogram)直方圖的性質(zhì)：（1）直方圖反映了圖像中的灰度分布規(guī)律；（2）任何圖像有唯一的直方圖，不同的圖像可能有相同的直方圖；1.1圖像灰度的直方圖(histogram)直方圖的作用直觀地了解圖像的亮度值分布范圍、峰值的位置、均值以及亮度值分布的離散程度。直方圖的曲線可以反映圖像的質(zhì)量差異。正態(tài)分布：反差適中，亮度分布均勻，層次豐富，圖像質(zhì)量高。偏態(tài)分布：圖像偏亮或偏暗，層次少，質(zhì)量較差。均值靠近低灰度值，為低密度圖像，圖像顯得比較暗。均值靠近高灰度值，為高密度圖像圖像顯得比較亮。標(biāo)準(zhǔn)差較小，為低反差圖像標(biāo)準(zhǔn)差較大，為高反差圖像1.2線性變換線性變換——按比例拉伸在改善圖像對比度時(shí)，如果變換前后圖像的亮度之間構(gòu)成線性函數(shù)關(guān)系，那么這種變換就是線性變換。調(diào)整線性參數(shù)，改變變換效果變換前亮度像元素灰級變換后亮度012345670123456789101112131415斜率代表什么？直方圖的形狀基本不改變線性拉伸前后影像對比分段線性變換分段線性變換——是為了突出人們感興趣的目標(biāo)或亮度值區(qū)間，要求局部擴(kuò)展亮度值范圍。它可以有效地利用有限個(gè)灰度級，達(dá)到最大限度增強(qiáng)圖像中有用信息的目的，更有效地拉大感興趣目標(biāo)與其它地物之間的反差。突出了哪個(gè)亮度區(qū)域？高值區(qū)拉伸低值區(qū)拉伸中值區(qū)拉伸1.3非線性變換非線性灰度變換對于要進(jìn)行擴(kuò)展的亮度值范圍是有選擇的，擴(kuò)展的程度是隨亮度值的變化而連續(xù)變化的。常用的有兩種方法這兩種變換分別突出了哪個(gè)亮度區(qū)域？突出高亮度區(qū)域突出低亮度區(qū)域暗區(qū)壓縮，亮區(qū)拉伸暗區(qū)拉伸，亮區(qū)壓縮兩端壓縮，中間拉伸中間壓縮，兩端拉伸暗區(qū)拉伸，亮區(qū)壓縮1.4直方圖均衡化-HistogramEqualization

遙感圖像的灰度集中在較窄的區(qū)間，從而引起圖像細(xì)節(jié)的模糊，為使圖像細(xì)節(jié)清晰，并使一些目標(biāo)得到突出，達(dá)到增強(qiáng)圖像的目的，可通過改善各部分亮度的比例關(guān)系，即可通過直方圖的方法來實(shí)現(xiàn)。直方圖調(diào)整以概率論為基礎(chǔ)的，常用的方法有直方圖均衡化、直方圖正態(tài)化和直方圖匹配。

1.4直方圖均衡化-HistogramEqualization直方圖均衡化又稱直方圖平坦化，是將一已知灰度概率密度分布的圖像，經(jīng)過某種變換，變成一幅具有均勻灰度概率密度分布的新圖像，其結(jié)果是擴(kuò)展了像元取值的動態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對比度的效果。直方圖均衡化效果原圖像標(biāo)準(zhǔn)差小，低反差，層次較差均衡化后新圖像標(biāo)準(zhǔn)差大，高反差，層次較好1.5直方圖正態(tài)化通常情況下，圖像灰度的頻率分布（直方圖形狀）如果接近正態(tài)分布，則該圖像色調(diào)最適合人眼的視覺感受。直方圖正態(tài)化的目的是將隨機(jī)分布的原圖像直方圖修改成高斯分布。DNDNP%P%直方圖正態(tài)化1.6直方圖匹配直方圖匹配是使一幅圖像的某個(gè)波段的直方圖與另一幅圖像對應(yīng)波段的直方圖類似，或使一幅圖像的所有波段與另一幅圖像所對應(yīng)的波段的直方圖類似。多用于相鄰圖像拼接或多時(shí)相遙感圖像進(jìn)行動態(tài)變化研究時(shí)的預(yù)處理。1.7密度分割單波段黑白遙感圖像可按亮度分層，對每層賦予不同的色彩，使之成為一幅彩色圖像。這種方法又叫密度分割。分層方案的確定：分層方案與地物光譜差異對應(yīng)合適，可以較好地區(qū)分地物類別。密度分割效果圖1.8灰度反轉(zhuǎn)數(shù)字圖像處理中將灰度值大小顛倒，使得正像和負(fù)像互換