遥感数字图像增强处理

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直方图规定化
直方图规定化的具体步骤如下:
(1)做出原图像的直方图
(2)做出原图像的累积直方图Zb=T(xa),对原图像进行 均衡化变换
(3)做出参考图像的直方图或确定参考直方图
(4)做出参考图像累积直方图zb=G(yc),进行均衡化变 换
(5)对于原图像中的每一灰度级xa的累积值zb,在参考 累积直方图中找到对应的累积值G(yc);
新灰度级
0 1 1 2 3 3 4 6 8 9 11 12 13 14 15 15
新像元统计 值 0 4
1 5
3 4 6 5 5 4 3 3 4
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直方图规定化
直方图规定化是指使一幅图像的直方图变成 规定形状的直方图而对图像进行变换的增强 方法.规定的直方图可以是一幅参考图像的直 方图,通过变换,使两幅图像的亮度变化规律尽 可能地接近;规定的直方图也可以是特定函数 形式的直方图,从而使变换后图像的亮度变化 尽可能地服从这种函数分布.
(6)以新值yc替代原灰度值xa,形成均衡化后的新图像.
(7)根据原图像像元统计值对应找到新图像像元统计值, 做出新直方图。
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10 9 11 12 10 11 10 9 10 11 12 11 12 11 9 11 10 12 13 14 13 12 12 10 12 14 15 13 11 13 14 16 16 14 15 14 12 12 15 16 15 14 13 12 12 16 13 14 15
直方图变换
1 7 8 9 10 11 14
累积直方图
5 2 6 7 14 12 15 3 4 7 8 6 9 11
2147889
k
c(xk) h(xj)
8 4 5 9 11 12 10
j0
8 10 11 15 16 10 13
k为灰度k＝ 级 0， 1， （ 2， ..， . L1）； L1为最大灰度级
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7
对一幅图像进行直方图均衡化的具体步骤如下： （1）统计原图像每一灰度级的像元数和累积像元数 （2）根据变换函数式计算每一灰度级xa均衡化后 对应的新值，并对其四舍五入取整，得到新灰度级xb （3）以新值代替原灰度值，形成均衡化后的新图像。 （4）根据原图像像元统计值对应找到新图像像元
统计值，作出新直方图。
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8
原灰度级xa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
像元统计值
0 2 2 1 3 2 3 4 6 5 5 4 3 3 2 2
累积像元统 计值
0
2
4
5
8
10
13
17
23
28
33
37
40
43
45
47
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变换后值
0 0.7 1.3 1.6 2.6 3.3 4.2 5.6 7.5 9.1 10.8 12.1 13.1 14.0 14.7 15.3
13 6 9 16 13 12 10
灰度级
累积像 元数 累积比 例值
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 1 1 1 1 1
0
23456
0 2 4 5 8 10 13 17 23 28 33 37 40 43 45 47 49
0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 1.0
G(yc)
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空域增强-点运算
• 线性变换 y = a•x + b 单一线性、分段线性、特定区域或覆盖类 型的局部线性
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16
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17
空域增强-点运算
• 非线性变换 指数扩展 xb = a•ebxa + c 扩展高亮度区 对数扩展 xb = a•log(xa+1) + c 扩展低亮 度区
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空域增强-点运算
0.51
0.67
13/16 5
0.82
14/16 7
0.82
0.92
15/16 5
0.92 1.00
14
1
4
灰度 9/16 10/16 11/16 12/16 13/16 14/16 15/16 1 级yc
像元 3
6
7
9
8
7
5
4
统计
值
hc(xc)
累积 0.06 0.18 0.33 0.51 0.67 0.82 0.92 1.00 像元 统计 值
• 非线性变换
• 三角函数扩展 xb= a•sin(b•xa) + c 扩展中 部亮度区
• xb = a•tan(b•xa) + c 扩展两端亮度区
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空域增强-邻域增强
遥感数字图像增强处理
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1
• 图像增强的目的
改变图像的灰度等级,提高图像的对比度;
消除边缘和噪声,平滑图像;突出边缘或线状 地物,锐化图像;
合成彩色图像;压缩图像数据量,突出主要信 息等
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2
• 图像增强的方法 空间域增强(点运算,邻域运算) 频率域增强 彩色增强 多图像代数运算 多光谱图像增强
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3
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10
直方图规定化
设T(xa)为原图像直方图均衡化的变换函 数,G(yc)为参考图像直方图均衡化的变换函 数,变换后的灰度值均为Zb,由上述可知
k
Z b T ( x a )
ha
(
x
j a
)
j0
k
Z b G ( y c )
hc
(
y
j c
)
j0
y c G 1 ( zb ) G 1[T ( x a )]
参考图像
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13
原灰度级xa
0 1／16 2／16 3 ／16 4 ／16 5 ／16 6 ／16 7 ／16 8 ／16 9 ／16 10 ／16 11 ／16 12 ／16 13 ／16 14 ／16 15 ／16
像元统计值 累积像元统
ha(xa)
计值T(xa)
0
0
2
0.04
2
0.08
1
0.10
3
0.16
2
0.20
3
0.27
4
0.35
6
0.47
5
0.57
5
0.67
4
0.76
3
0.82
3
0.88
2
0.92
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2
0.96
对应参考累积 新灰度级 新像元统计
像元值G(yc) yc
值hd(xd)
0
0
0
0.06
9/16
5
0.06
0.06
0.18
10/16 5
0.18
0.33
11/16
7
0.33
0.51
12/16 11
048
6
0
7 .5
7
7
7
6
2
8
2
6 40
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5
直方图均衡化
直方图均衡化是将原图像的直方图通过变换 函数变为均匀的直方图，然后按均匀的直方 图修改原图像，从而获得一幅灰度分布均匀 的新图像。可以证明，这个变换函数就是累 积直方图。
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变换式：
xbk
L1 N
k
ha(xa j )
j0
xbk变换后新图像的值 N为像元数h， a为原图像任一灰度 的出 概现 率 ; L1为最大灰度值。