第八章图像校正与增强分析

第八章图像校正与增强分析
大气的影响主要是减少了图像的对比度，使原始信号和背景 信号都增加了因子。 二、大气校正 定义：指消除主要由大气散射引起的辐射误差的处理过程。 （一）公式法
与卫星扫描同步进行野外波谱测试，将地面测量结果与卫 星影像对应像元亮度值进行回归分析，回归方程为：
LAiabRi
式中，LAi为卫星观测值； Ri为地面反射率； a和b为第回八章归图系像校数正与；增强分析
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（二）回归分析法
由于大气散射主要影响短波部分，波长较长的波段几 乎不受影响，因此可用长波数据来校正短波数据。
作法：在不受大气影响的波段（如TM5）和待校正的某 一波段图像中，选择由最亮至最暗的一系列目标，将每一 目标的两个待比较的波段灰度值提取出来进行回归分析， 建立线性回归方程。
透射光的强度不一致造成的，它使得在图像上不同位置 的同一类地物有不同的灰度值。设原始图像灰度值g， 校正的图像灰度g’,则有 ❖ g’=g/cosθ ❖ θ为像点成像时光线第与八章主图像光校正轴与增夹强分角析 。
（二）光电扫描仪内部辐射误差的校正 ❖ 两类误差： ❖ （1）光电转换误差； ❖ （2）探测器增益变化引起的误差。 ❖ 消除方法：楔校准处理模型；增益校准模型。
对于模拟图像,x,y,f(x,y) 的取值是连续的。要经过
“离散化”取样才能变成计算机 可存储和运算的数字图像。
函数f(x,y)的 取值：离散 整数取样是 根据需要， 将灰度空间 分成2n级 （目前n的 取值有1、4、 7、8，甚至 第八更章图多像校。正与增强分析
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（二）图像数字化
一幅光学图像经过上述离散取样，转化为数字图像的过程 即图像数字化。
图像的数字化内容： （1）图像空间位置的数字化，即图像的空间取样。 （2）图像灰度的数字化，即指从图像灰度的连续变化中 进行离散的采样，目前经常使用的灰度量度有2级，64级，128 级，256级。
除光学图像可以数字化为数字图像外，更多的遥感图像 源于传感器获得后直接的数字产品，如SPOT,MSS,TM,ETM 等航天遥感数字。
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8.3 几何校正的原理与方法
❖ 几何畸变：遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景 物中目标物相对位置的坐标关系在图像中发生变化。
第八章 图像校正与增强
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引言
❖ 图像校正包括辐射校正和几何校正。原因：辐射校 正由于遥感检测系统、大气散射和吸收等原因引起 的图像模糊失真、分辨率和对比度下降等辐射失真； 几何校正是由于搭载传感器的遥感平台飞行资态变 化、地球自传、地球曲率等原因引起的图像几何益 畸变。
❖ 图像增强则是为了突出相关的专题信息，提高图像 的视觉效果，使分析者能更容易地识别图像内容， 从图像中提取更有用的定量化信息。包括彩色增强、 空间域增强和频率域增强等。
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教学内容
❖数字图像基础知识 ❖图像校正的基本内容 ❖图像增强的主要方法
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8.1 数字图像基础知识
❖ 一、数字图像和图像数字化
❖ （一）数字图像的概念
❖ 早期的遥wk.baidu.com技术通过摄影成像方法得到的像片称 之为光学图像。
❖ 能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像称 为数字图像。
❖ 光学图像可以看成是由无数个很小的单元点子 （像元）组成的，每个单元点子的明暗程度记录了成 像瞬间对应的物体的反射光强度（灰度），一幅遥感 图像其实质就是探测范围内电磁辐能量分布图。由此 可以使光学图像数字化。
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光学影像 的数字化
y
x (x,y)表示像元的位置；
f(x,y)表示（x,y)位置上的 对应地物电磁辐射强度。
为TM1波段校正后 的灰度值。
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辐射回归分析图：
y
a1
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x
（三）直方图校正法 通过灰度直方图对比找出校正量。校正方法具体如下：首
先确定图像上确有辐射灰度或反射灰度应为零的地区，该地区 灰度最小值a1必是大气散射引起的灰度直方图偏移值。校正时， 将每一波段中每个像元的灰度值都减去本波段的最小值，从而 实现大气校正。
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8.2 图像辐射校正
由于传感器响应特性和大气的吸收、散射及其它随机因素影响， 导致图像模糊失真，造成图像分辨率和对比度相对下降。这些都 需要通过辐射校正复原。包括：系统辐射校正、大气校正
❖ 一、系统辐射校正 ❖ （一）光学摄影机内部辐射误差校正 ❖ 光学摄影机内部辐射误差主要是由镜头中心和边缘的
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不同反差特征的图像
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通过灰度直方图可以直观地了解图像增强的效果。
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二、图像处理系统与处理内容
（一）图像处理系统
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（二）遥感图像计算机处理的主要内容
１.图像校正：辐射校正、几何校正等； 2.增强处理：彩色增强、直方图增强、图像运算、 多信息融合等； 3.图像变换：消除干扰、滤掉噪声、提高图像的质 量，如Ｋ－Ｌ变换等； 4.计算机信息提取：非监督分类、监督分类、神经 网络分类、模糊分类、空间信息撮等。
例如： Ya1b1X
式中， X 为TM5波段的亮度均值，不 Y 为TM1亮度均值，待
受大气影响波段的图像亮度值；
校正波段的图像亮度值；
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a1,b1计算如下：
b1
[(5TT5)(1TT1) (T5T5)
a1 T1b1T5
T1' T1 a1
T1、T5表示TM1与TM5波段灰度值，T 1 '
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（三）灰度直方图
用平面直角坐标系表示一幅灰度范围为0-n数字图像像 元灰度分布状态。
横轴表示灰度级， 纵轴（Pi=mi/M) 表示灰度级为gi的 像元个数mi占像 元总数Ｍ的百分 比。将2n个Pi绘于 图上，所形成的 统计直方图叫灰 度直方图。
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❖ 对数字图像的认识， 一般是先通过数字 图像的直方图来了 解。数字图像直方 图是以每个像元为 统计单元，表示图 像中各亮度值或亮 度值区间像元出现 频率的分布图。