遥感第六章遥感图像处理图像增强

遥感第六章遥感图像处理图像增强
非线性变换
指数变换
其意义是在亮度值较高
的 属部于分拉x伸a
扩大亮度间隔， ，而在亮度值
较 低 的 部 分 xb 缩 小 亮 度 间隔，属于压缩，其数
学表达式为
xb beaxa c
a，b，c为可调参数，可以改变指数函数曲线 的形态，从而实遥感现第六不章遥同感图的像处拉理图伸像增比强 例。
遥感第六章遥感图像处理图像增强
最
最
大
小
值
值
数字图像
遥感第六章遥感图像处理图像增强
直方图
线性变换
将亮度值为0～15图像拉伸 为0～30，要设计一个线性 变 换 函 数 ， 横 坐 标 xa 为 变 换 前 的 亮 度 值 ， 纵 坐 标 xb 为变换后的亮度值。当亮 度值xa从0～15变换成xb从 0～30，变换函数在图中是 一条直线OO’，方程式为
MN
r(i,j)(m,n)t(m,n) m1n1
遥感第六章遥感图像处理图像增强
将计算结果r（i，j） 放在窗口中心的像 元位置，成为新像 元的灰度值。然后 活动窗口向右移动 一个像元，再按公 式做同样的运算， 仍旧把计算结果放 在移动后的窗口中 心位置上，依次进 行，逐行扫描，直 到全幅图像扫描一 遍结束，则新图像 生成。
①
结果 比较
xb
1 3
xa
② xb 2xa 10
③
xb
3 4
xa
15 4
变化前亮度值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
变化后亮度值 遥感第0六0章遥1感1图像1处2理图2像4增强6 8 10 12 13 14 14 15
非线性变换
当变换函数是非线性时，即为非线性变 换。非线性变换的函数很多，常用的有 指数变换和对数变换。
值来代替该像元值，以达到去尖锐“噪声”和平滑 图像目的的。具体计算方法与模板卷积方法类似， 仍采用活动窗口的扫描方法。取值时，将窗口内所 有像元按亮度值的大小排列，取中间值作为中间像 元的值。所以M×N取奇数为好。
遥感第六章遥感图像处理图像增强
空间滤波
图像卷积运算 是在空间域上对图像作局部检测的运算， 以实现平滑和锐化的目的。具体作法是 选定一卷积函数，又称“模板”，实际 上是一个M×N图像。二维的卷积运算是 在图像中使用模板来实现运算的。
遥感第六章遥感图像处理图像增强
空间滤波
从图像左上角开始开一与模板同样大小 的活动窗口，图像窗口与模板像元的亮 度值对应相乘再相加。假定模板大小为 M*N，窗口为Φ(m,n)，模板为t(m，n)， 则模板运算为:
r(i,j) 1
MN
(m,n)
MN m1n1
具体计算时常用3×3的模板作卷积运算，其模板为
t(m,n)=
1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9
或t(m,n)=
1/9 1/9 1/9 遥感第六章遥感图像处理图像增强
1/8 1/8 1/8 1/8 0 1/8 1/8 1/8 1/8
空间滤波
–中值平滑 是将每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度
xb xa 30 15
xb 2xa
遥感第六章遥感图像处理图像增强
变换后图像
变换前后直方图对比
遥感第六章遥感图像处理图像增强
线性变换
一般情况下，当线性 变换时，变换前图像 的亮度范围xa为a1～a2， 变换后图像的亮度范 围 xb 为 b1 ～ b2 ， 变 换 关系是直线，则变换 方程为
xb b1 xa a1 b2 b1 a2 a1
遥感第六章遥感图像处理图像增强
从直方图形态判断图像质量 遥感第六章遥感图像处理图像增强
对比度变换
线性变换 为了改善图像的对比度，必须改变图像 像元的亮度值，并且这种改变需符合一 定的数学规律，即在运算过程中有一个 变换函数。如果变换函数是线性的或分 段线性的，这种变换就是线性变换。线 性变换是图像增强处理最常用的方法。
遥感第六章遥感图像处理图像增强
线性变换
有时为了更好地调节图像的对 比度，需要在一些亮度段拉伸， 而在另一些亮度段压缩，这种 变换称为分段线性变换。分段 线性变换时，变换函数不同， 在变换坐标系中成为拆线，拆 线间断点的位置根据需要决定。 从图中可以看出，第一、三段 为压缩，第二段为拉伸，每一 段的变换方程为：
空间滤波
平滑 图像中出现某些亮度变化过大的区域， 或出现不该有的亮点（“噪声”）时， 采用平滑的方法可以减小变化，使亮度 平缓或去掉不必要的“噪声”点。具体 方法有：
–均值平滑 –中值滤波
遥感第六章遥感图像处理图像增强
空间滤波
–均值平滑
是将每个像元在以其为中心的区域内取平均值来代 替该像元值，以达到去掉尖锐“噪声”和平滑图像 目的的。区域范围取作M×N时，求均值公式为
非线性变换
对数变换 与指数变换相反，它的 意义是在亮度值较低的 部分拉伸，而在亮度值 较高的部分压缩，其数 学表达式为
xbblga(ax1)c
a，b，c仍为可调参数，由使用者决定其值 。
遥感第六章遥感图像处理图像增强
空间滤波
对比度扩展的辐射增强是通过单个像元 的运算从整体上改善图像的质量。而空 间滤波则是以重点突出图像Hale Waihona Puke Baidu的某些特 征为目的的，如突出边线或纹理等，因 此通过像元与其周围相邻像元的关系， 采用空间域中的邻域处理方法。它仍属 于一种几何增强处理，主要包括平滑和 锐化。
数字图像增强
遥感第六章遥感图像处理图像增强
数字图象增强目的
增强目视效果 提高图像质量和突出所需信息，
有利于分析判读或作进一步的处理
遥感第六章遥感图像处理图像增强
数字图象增强
对比度变换 空间滤波 图像运算 多光谱变换
遥感第六章遥感图像处理图像增强
对比度变换
是一种通过改变图像像元的亮度值来改 变图像像元对比度，从而改善图像质量 的图像处理方法。因为亮度值是辐射强 度的反映，所以也称之为辐射增强。常 用的方法有对比度线性变换和非线性变 换。
xbab22 ba11(xaa1)b1
遥感第六章遥感图像处理图像增强
线性变换
通过调整参数a1，a2，b1，b2，即改变变换 直线的形态，可以产生不同的变换效果。 若a2-a1<b2-b1，则亮度范围扩大，图像 被拉伸，若a2-a1>b2-b1，亮度范围缩小， 图像被压缩。对于a2与a1 ，是取在图像 亮度值的全部或部分，偏亮或偏暗处， 均可根据对图像显示效果的需要而人为 地设定。