遥感图像信息特征的概貌分析定稿

图像函数的特点 ▪ 连续性 ▪ 定义域的限定性 ▪ 函数值的确定性 ▪ 函数值物理意义的明确性
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2.2遥感图像的数字表示
在图像处理中，为了便于问题的分析， 需要用数学方式来表示图像。表示图像的基 本方法有两类，即确定的与统计的，确定的 表示方法是写出图像函数的表达式，对于数 字图像，则表示成矩阵或向量的形式，统计 的表示法则是用一种平均特征来表示图像。
素的灰度值用整数表示。一幅M×N个像素的数字图像，
其像素灰度值可以用M行、N列的矩阵G表示：
g
11
g 12
g1N
G
g
21
g 22
g
2
N
g M 1 g M 2 g MN
黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或白，没有 中间的过渡，故又称为二值图像。二值图像的像素 值为0或1。
1 0 0
255 240 240 0 160 80
0 160 80
R 255 0 255 0
80
G 255
0 0
255 255
160 0
B 255 0
255 255
160 0
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2、向量表示 按行的顺序排列像素，使图像下一行
第一个元素紧接上一行最后一个像素，图 像可以表示成1×MN的列向量。
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2.2.1图像的确定性表示
2.1 图像的确定性表示
一幅遥感图像记录的是地物辐射能量的空间分 布，可以表示成f(x,y,t,λ,p)。对于已经获取的一个单 时段的图像，图像是关于空间坐标点的函数f(x,y)。 经采样和量化后，连续的像场可被离散化。
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以三基色表示的彩 色图像
光谱图像
|fi（X，Y）| i=1， 2…m
遥感图像，m=6~8 或更大
立体图像
fl（X，Y），fr（X， Y）
左右视点得到同物 体的图像对
动态图像
|ft（X，Y）| t=t1， 动态图像，动画制
t …t 遥感2图像信r息特征的概貌分析定稿
做等
1、矩阵表示
在计算机中，图像被分割成像素（Pixel），各像
数 ▪ 数字化后的一幅黑白图像，可以用
字 M×N个字节来表示。对电子计算机来
图 说，可以用数学公式f（Xi，Yj）来 像 表示。数组f（Xi，Yj）中i=1，2， 类 3…m，j=1，2，3，…n。式中f（Xi， 别 Yj）值代表图像中（Xi，Yj）点处象 即 素的灰度值。
确 ▪ 在现实生活中有多种多样的图像，根
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2.2.2、遥感图像的统计性表示
在图像处理中，普遍将图像的灰度级看作随机 变量，按照概率论来表示，一种用密度函数 （或分布函数）表示，另一种用统计特征参数 来表示。从统计学角度来说，图像的数字特征 可作为区分或识别图像中地物的依据。
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2.3 单波段图像的统计特征
2）、反差
X c1
xmax xmin
Xc2xma x xmin
Xc3 s
反差描述的是图像的显示效果，直接影响图像的可分辨
性。直方图越窄，反差越小，若反差偏小，其图像的判
读效果较差。在三个反差定义中，方差最确切。
I
0
0
1
1 1 0
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灰度图像是指每个像素由一个量化的灰度值来描述 的图像。它不包含彩色信息。
0 150 200 I 120 50 180
250 220 100
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灰 度信 息 数 字化
像素
数 字化
1 12 4 4 2 1 1 1 27 8 8 7 2 1 1 58 5 5 8 6 1 1 68 5 6 8 6 1 1 68 7 5 4 2 1 1 58 4 1 6 6 1 1 48 3 1 6 6 1 1 26 1 1 1 1 1
定 据各类图像灰度层次的多少、光谱轴
性 及时间轴上的组合方式的不同，其数
表 字化后的描述形式如表所示。
示
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图像 数字化后描述形式
备注
二值图像 f（X，Y）=1或0
文字、线条图、指 纹等
黑白图像 0≤f（X，Y）≤2n-1
黑白图像，一般 n=6~8
彩色图像
|fi（X，Y）| i=R， G，B
2.3.1基本统计特征
1、反映像素值平均信息的统计特征
１）、均值
均值是图像中所有像元亮度值的算术平均值。其计
算公式为：
n
xx1x2... ..x.n
xi i1 或
x
xn i 为各个像元的灰度值；
n
n
n为像元个数 遥感图像信息特征的概貌分析定稿
２）、中值 是图像灰度的中间值。由于遥感图像的灰度
级绝大多数是连续变化的，所有其计算公式为：
XmedXma2 x Xmin
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3）、众数：图像中出现最多的灰度值，反映了图像 中分布较广的地物反射能量。
为图像的均值 遥感图像信息特征的概貌分析定稿
2、反映像素值变化信息的统计参数 1）、方差和标准差
S
1 n1
n i1
(xi
x)2
ｎ为图像的像元个数
x 为图像的均值 遥感图像信息特征的概貌分析定稿
遥感图像模型
遥感图像可以表示为某一时刻t,在不同波长λ和不 同极化方向p，能够收集到的位于坐标(x,y)的目标 物所辐射的电磁波能量L。
L (x,y,t,,p)[1(x,y,t,,p)E ]() (x,y,t,,p)I(x,y,t,)
目标物的 反射率
入射的辐射量
黑体的电磁波 发射能力
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第二章 遥感图像信息特征 的概貌分析
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2.1 遥感图像模型
遥感图像是传感器通过探测地物电磁波辐射能量所 得到的图像，反映连续变化的物理场。虽然波段不 同，记录的辐射能量、成像方式及成像系统等也有 差异，但可归结为一个具有普遍意义的模型，即遥 感图像模型。
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灰度数字图像的矩阵表示
255 240 240
R 255
0 80
255
00
0 160 240
G 255 255 80
0
255
0
0 80 160
B 0 0 240
பைடு நூலகம்
255 255 255
彩色数字图像的矩阵表示
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彩色图像是指每个像素由红、绿、蓝三原色（分别 用R、G、B表示）构成的图像，其中R、B、G是由不 同的灰度级来描述的。