数字影像获取与重采样
(2021年整理)摄影测量复习题
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恢复相片对的外方位元素要经过两个步骤相对定向和绝对定向摄影测量中立体测图的关键是要寻找同名像点在左右像片上的位置相对定向：确定一个立体像对的相对位置称为相对定向。
它用于建立立体模型，完成相对定向的唯一标准时两像片上同名像点的投影光线对对相交，所有同名像点的投影光线交点的集合构成了地面几何模型，确定两像片像对位置关系的元素称为相对定向元素。
绝对定向：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和模型空间方位。
（未说）内方位元素：内方位元素是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数，即摄影中心S到像片的垂距（主距）及像主点o在框标坐标系中的坐标x0，y0外方位元素：在恢复内方位元素（即恢复了摄影光束）的基础上,确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数,称为外方位元素，一张像片的外方位元素包括六个参数,其中三个是直线元素,用于描述摄影中心的空间坐标值；另外三个是角元素，用于描述像片的空间姿态。
像片纠正：若对原始的航摄像片进行处理,即用某些光学摄影的仪器进行投影变换，使变换后得到的影像相当于摄影仪物镜光轴在铅垂位置时摄取的水平像片，同时改化至图比例尺;或应用计算机按相应的数学关系式进行解算，从原始非正摄的数字影像获取数字正摄影像,这些作业过程均称为像片纠正。
GPS辅助空间三角测量:就是利用机载GPS接收机与地面基站的GPS接收机同时、快速、连续的记录相同的GPS卫星信号，通过相对定位技术的离线数据处理后获得航摄飞行中摄站点相对于该地面基准点的三维坐标,将其作为区域网平差中的辅助数据用于区域网联合平差,从而可大量甚至省去地面控制点。
数字影像的采样与重采样课件
数字影像的定义，包括数字化的图像和照片，这些在现代社会中得到广泛应 用。
采样与重采样的概念
探索什么是采样及重采样，以及它们在数字影像处理中的作用和重要性。
1
采样
解释如何将连续的模拟信号转化为离
重采样
2
散的数字数据，并营造真实感的图像。
介绍如何重新取样图像，以适应不同
的分辨率、格式或显示设备。
分享实际案例和场景下的数字影像采样与重采样应用，展示创新思维和解决问题的能力。
医学影像处理
介绍数字影像采样在医学影像 处理中的应用，如MRI和CT扫 描图像的重建和优化。
遥感图像处理
探讨遥感图像采样与重采样技 术在地理信息系统和环境监测 领域中的应用。
数字艺术创作
分享数字影像采样与重采样在 数字艺术创作和图像处理软件 中的创新应用和实践。
3
重采样的原理
探讨不同的重采样方法和技术，如插 值、滤波和降阶处理。
采样理论与方法
深入研究数字影像采样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基本原理和常用方法，以及其在摄影和图像处理领域的应用。
奈奎斯特-香农定理
解释采样定理，给出理论依据 并讨论其在数字影像中的实际 应用。
点采样和扫描法
颜色空间和通道分离
介绍常用的数字影像采样方法， 包括点采样和扫描法，以及它 们的优缺点。
• 速度快 • 锐化边缘 • 有锯齿效果
双三次插值
解释双三次插值算法，演示 其在图像放大和细节增强中 的效果和应用。
• 保持图像质量 • 平滑效果 • 计算复杂度高
立方卷积插值
探讨立方卷积插值算法，介 绍其在图像重采样和修复中 的应用和局限。
• 平衡速度和质量 • 改善图像细节 • 可能出现模糊
摄影考试重点题目与答案
名词解释1。
摄影测量学:利用光学摄影机摄影的像片，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门科学技术2。
像点位移:当地面起伏、像片倾斜时,地面点在像片上的构像相对理想情况时产生的位置差异。
3．摄影比例尺：摄影像片当作水像片，地面取平均高程时，这时像片上的一段的水平距L 之比为摄影比例尺.4。
数字影像相关：利用计算机对数字影像进行数字计算的方式完成影像的相关，识别出两幅（或多幅）影像的同名像点。
5．解析空中三角测量：以像点坐标为依据，采用一定的数学模型，用少量控制点作为平差条件，解求加密点物方坐标的理论方法或作业过程。
6．摄影基线：相邻两摄站点之间的连线7．航线弯曲度：偏离航线两端像片主点间的直线最远的像主点到该直线的距离与该直线距离之比。
8．立体像对：在航空摄影时，同一条航线相邻摄站拍摄的两张像片具有60％左右的重叠度，这两张像片成为立体像对。
9．相对定向：确定一个立体像对中两张像片相对位置的参数10。
绝对定向：确定相对定向所建立的几何模型的比例尺和模型空间方位。
11。
中心投影:投影光线相互平行的投影12.影像内定向：将仪器坐标系中的像点坐标转换为像平面坐标系中坐标的过程13.摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离14。
航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度15。
像片的外方位元素：确定摄影瞬间像片在空间坐标系中位置和姿态的参数。
或称为表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数.16。
内方位元素：确定投影中心(物镜后节点)相对于像平面位置关系的参数17。
核线相关:沿核线寻找同名像点18.DEM：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型19。
影像数字化:将透明正片或负片放在影像数字化器上，把像片上像点的灰度值用数字形式记录下来，此过程为影像数字化20。
模型绝对定向：用已知的地面控制点求解相对定向所建立的几何模型的比例尺和模型空间方位元素21。
同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面22.同名像点：同一地面点发出的两条光线经左右摄影中心在左右像片上构成的像点称为同名像点。
数字摄影测量
摄影测量学：摄影测量学是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。
数字摄影测量：数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。
空中三角测量：是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法。
内方位元素：描述摄影中心与相片之间相互位置关系的参数空间后方交会：利用航摄像片上三个以上不在一条直线上的控制点按共线方程计算该像片外方位元素的方法空间前方交会（立体像对前方交会）：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法。
像点位移：一个地面点在地面水平的水平像片上的构象与地面有起伏时或倾斜像片上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移。
数字影像重采样:由于数字影响是个规则的灰度格序列，当对数字影像进行处理时，所求得的点位恰好落在原始像片上像素中心，要获得该点灰度值，就要在原采样基础上再一次采样。
内定向：根据像片的框标和相应的摄影机检定参数，恢复像片与摄影机的相关位置，即建立像片坐标系。
外方位元素：用于描述摄影中心的空间坐标值和姿态的参数。
内方位元素：用来表示摄影中心与像片之间相关位臵的参数，即摄影中心到像片的垂距(主距)f及像主点o在像框标坐标系中的坐标x0，y0,。
内方位元素确定摄影时光束的形状。
绝对定向元素：确定相对定向所建立的几何模型比例尺和恢复模型空间方位的元素。
像主点：像片主光轴与像平面的交点。
主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像。
金字塔影像：对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素依此减少的影像序列。
影像匹配：通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。
.数字摄影测量复习总结
数字摄影测量学复习总结第一章绪论1.摄影测量的三个发展阶段及其特点是什么？答：P3的表1-12.什么是数字摄影测量？它的组成部分有哪些，各有什么特点？答：p4页组成部分：计算机辅助测图、影像数字化测图（混合数字摄影测量、全数字摄影测量（通用数字摄影测量、实时数字摄影测量））3.简述数字摄影测量的新进展与发展趋势。
答：p6的五点第二章数字影像获取的预处理基础1.什么是数字影像？其频域表达有什么用处？答：p12的定义频域表达的用处：（1）变换后的能量大部分都集中于低频谱段，有利于后续图像的压缩存储、快速传输，减少运算时间提高效率；（2）可对信号不同频率成分的能量的表达更直观，有利于影像分解和影像处理。
2.分析离散数字图像卷积的直观背景，并说明数字滤波的计算过程。
答：直观背景：p17数字滤波的计算过程：略3.如何确定数字影像的采样间隔？答：采样定理：（由频率域推导而来）当采样间隔能使在函数g(x)中存在的最高频率中每周期取有两个样本时，根据采样数据可完全恢复原函数g（x）。
4.采样函数有哪些性质？有哪些直观解释？答：略5.怎样对影像的灰度进行量化？答：影像的灰度概念p20怎样对影像的灰度量化p216.航空数字影像获取系统有哪些特点？叙述3种航空数字影像获取系统的结构与性质。
答：数字航摄仪的特点p22叙述3种航空数字影像获取系统的结构与性质：ADS\DMC\UCD\SWDC\VisionMap A37.什么是数字影像重采样？常用的数字影像重采样方法有哪些？各有哪些优缺点？答：（1）影像内插和重采样的概念p17（2）常用的采样方法p18（最近邻内插法、双线性内插法和双三次卷积法）（3）优缺点：p20表2-1第三章数字影像解析基础1.什么是数字影像内定向？为什么要数字影像内定向？答：概念及目的P383.什么是单像空间后方交会？计算过程主要有哪几步？答：概念：p394.什么是共面条件方程？利用它可以解决摄影测量中哪些问题？答：p43解决的问题有：像对的相对定向与解析空中三角测量。
测绘工程-摄影名词解释
一、名词解释像片比例尺：把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的线段l与地面上相应线段的水平距离L的比值．绝对航高：相对于平均海平面的行高，是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔．相对航高：摄影机物镜相对于某一基准面的高度．像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞机姿态出现较大倾斜或地面有起伏时，会导致地面点在航摄像片上的构象相对于理想情况下的构象所产生的位置差异．摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离．航向重叠：同一航线内相邻像片之间的影像重叠．旁向重叠：两相邻行带像片之间的影像重叠．像片倾角：摄影机的主光轴偏离铅垂线的夹角．像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数．像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数．像片的外方位元素：标示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态参数．相对定向元素：确定一个立体像对两像片的相对位置的元素．绝对定向元素：描述立体相对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数．单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影响上对应三个像点的影像坐标，根据共线方程，反求该像片的外方位元素．空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标．双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算的方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标．空中三角测量：利用计算的方法，根据航摄像片上所测的像点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标．POS：基于GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可以获取移动物体的空间位置和三轴姿态信息．影像的灰度：光学密度，D=lgO．数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插，此时称为重采样．影像匹配：利用互相关函数，评价两块影响的相似性以确定同名点．核线相关：沿核线寻找同名像点．像片纠正：对原始的航摄像片或数字影像进行处理，获取相当于水平像片的影响或数字正射影像．数字正射影像图：（DigitalOrthophotoMap）DOM是以航摄像片或遥感影像（单色/彩色）为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，按地形图范围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓（内/外）整饰等形式填加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库．立体像对：摄影测量中，用摄影机在两摄站点对同一景物摄得的有一定重叠度的两张像片．立体正射影像对：为了从立体观测中获得只管立体感，为正射影像制作出一副立体匹配片，正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对．4D产品是指DEM、DLG、DRG、DOM．1.测绘4D产品：数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）数字线划地图（Digital Line Graphic，缩写DLG）数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写DRG）。
02数字影像获取与采样定理
§2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image)
观察与采样函数做卷积：
s g ( x ) g ( t )s( x t )dt
h( x ) s g ( x )
g( t )s( x t )dt
g( t ) ( x t kx )dt
[一]模拟影像的空间离散 [二]采样定理 [三]实际采样考虑 [四]二维情形 [五]采样孔径与颗粒噪声
河南理工大学测绘学院遥感科学与技术系 数字摄影测量学 Digital Photogrammetry
§2-1 数字影像(Digital Image) [一]数字影像的定义(Definition of
数字摄影测量 Digital photogrammetry
问 题 的 提 出
•什么是数字影像？
•怎样获取数字影像？
河南理工大学测绘学院遥感科学与技术系
数字摄影测量学 Digital Photogrammetry
第二章 数字影像及其获取
§2-1 数字影像和模拟图像 §2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image) §2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image)
河南理工大学测绘学院遥感科学与技术系
数字摄影测量学 Digital Photogrammetry
第二章 数字影像获取与重采样
内 容 安 排
§2-1 数字影像(Digital
Image)
[一]数字影像的定义 [二]为什么要研究数字影像 [三]数字影像的显示 [四]如何获取数字影像
§2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image)
数字影像获取与重采样
(2-1-3)
乘以函数g(x)。采样函数的傅立叶变换为间隔 f 1/ x 的脉冲函数（如图2-1-3
（b）所示）。
S ( f ) f ( f k f ) fcombf (（f 2)-1-4）
k
6
即在
处有值。
1/ x, 2 / x, 3/ x,
图2-1-3
在空间域中采样函数s(x)与原函数g(x)相乘得到采样后的函数（如图2-1-4（a）测量的两项基本任务是对影像的量测与理解（或识别）在过去一 个多世纪里，它们都需要人工操作。无论是在刺点仪上进行同名点的转 刺，还是在立体测图仪上进行定向、测绘地貌与地物，都需要在人眼立 体观察情况下使左右测标对准同名像点。这种通过人眼与脑的观测也就 是人工的影像定位、匹配与识别。因此如何用现代科学技术来代替人工 的这些工作，是摄影测量工作者多年来的研究方向，也是自动化测图的 主容。
本课件论述有关数字影像获取与重采样，数字影像解析基础的 理论
1
第一章 数字影像获取与重采样
• 数字影像自动测图处理的原始资料是数字影像，因此，对影像进行采样与 量化以获取所需要的数字影像，是数字影像自动测图最基础的工作。本章 介绍有关数字影像及其采样、量化的理论，数字影像传感器的基础知识与 检校以及影像重采样的理论。
5
假示设。当一频个率函数f的，值如超果出当区它间的变 f换l , f对l 之任外何是有等限于的零，其值fl变有换这后种的性结质果，如则图称2之-1为-2有（限b）带所
宽函数。
图2-1-2 为了得到g(x)采样，我们用间隔为 x 的脉冲串组成的采样函数（图2-1-3（a）)
s(x) (x kx) combx (x) k
若 x与 是y 光学影像上的数字化间隔，则灰度值 随对应的像素的点
数字影像的采样与重采样课件
每秒钟采样的次数，决定了数字信号的精度和图像 质量。
采样定理
采样定理指出，如果一个信号最高频率不超过Fs/2，则可以从其采 样信号中无失真地恢复原始信号。
采样定理是数字信号处理中的基本定理，对于数字影像处理同样 适用。
采样频率与图像质量
01
采样频率越高，图像质量越好， 但同时也会增加数据量。
足高质量影像的需求。
THANK YOU
感谢聆听
图像融合与拼接
总结词
图像融合是指将多个源图像的信息融合到一起，生成 通过选择合适的融合算法和参数，可 以将多个源图像的优点结合在一起，消除各自的缺点 ，得到具有更好视觉效果和信息含量的合成图像。图 像拼接是将多个图像拼接在一起，形成一个更大的、 连续的图像。在图像拼接中，关键的技术点包括特征 检测、图像配准和过渡区处理等，目的是实现拼接区 域的平滑过渡，提高拼接效果的自然性和连续性。
采样与重采样的未来发展方向
智能化发展
随着人工智能技术的不断发展， 未来的采样与重采样技术将更加 智能化，能够自适应地处理各种
复杂的场景和数据。
多维度发展
未来的采样与重采样技术将不仅 局限于二维影像，还将向三维甚 至多维度的方向发展，以满足更
广泛的应用需求。
高分辨率发展
随着数字影像分辨率的不断提高， 未来的采样与重采样技术将更加 注重高分辨率的处理能力，以满
02
在实际应用中，需要根据图像的 用途和存储空间限制来选择合适 的采样频率。
02
数字影像的采样方法
均匀采样
80%
定义
在图像的每个方向上等间距地选 取像素点，以获取图像的离散表 示。
100%
优点
计算简单，易于实现，适用于大 多数图像处理任务。
2-数字影像的采样与重采样
y2
12 1- Δy
Y
x2
X
22 21 b
双线性插值法
I (P) =
∑ ∑ I (i , j ) ∗ W (i , j )
i =1 j =1
2
2
⎡ I 11 I = ⎢ ⎣ I 21
I 12 ⎤ I 22 ⎥ ⎦
⎡W 11 W =⎢ ⎣W 21
W 12 ⎤ W 22 ⎥ ⎦
W11 = W ( x1 )W ( y 1 ) ; W12 = W ( x1 )W ( y 2 )
双线性插值法
W(x1 ) = 1− Δx ; W(x2 ) = Δx ; W( y1 ) = 1− Δy ; W( y2 ) = Δy
Δ x = x − INT ( x ) Δ y = y − INT ( y )
I(P) =W 11I11 +W 12I12 +W 21I21 +W 22I22 = (1−Δx)( 1−Δy)I11 +(1−Δx)ΔyI12 +Δx(1−Δy)I21 +ΔxΔyI22
Y
x
41
42
43
44
双三次卷积法
I ( P) =
∑∑ I(i, j ) ∗ W (i, j )
i =1 j =1
4
4
⎡ I11 ⎢I I = ⎢ 21 ⎢I31 ⎢ ⎣I 41
I12 I13 I14 ⎤ ⎥ I 22 I 23 I 24 ⎥ I32 I33 I34 ⎥ ⎥ I 42 I 43 I 44 ⎦
加权平均值
双三次卷积法
0 ≤ x ≤1 ⎫ ⎪ 3 ⎪ 2 W2 ( x) = 4 − 8 x + 5x − x , 1 ≤ x ≤ 2⎬ ⎪ 2≤ x W3 ( x) = 0, ⎪ ⎭ W1 ( x) = 1 − 2 x + x ,
数字影像重采样的方法
数字影像重采样的方法
数字影像重采样是将数字图像从一个像素格点网格映射到另一个像素格点网格的过程。
这通常涉及到调整图像的尺寸、分辨率或方向。
以下是一些常见的数字影像重采样方法：
1.最近邻插值（Nearest-neighbor interpolation）：
最近邻插值是一种简单的插值方法，它将目标像素的值设定为原始图像中最近的像素的值。
这种方法计算速度快，但可能导致图像出现锯齿状的块状效应。
2.双线性插值（Bilinear interpolation）：
双线性插值使用了目标像素周围的四个最近邻像素的权重来计算目标像素的值。
这种方法相比最近邻插值产生了更平滑的图像，但在一些情况下可能引入一些模糊。
3.双三次插值（Bicubic interpolation）：
双三次插值在计算目标像素值时使用了周围16个最近邻像素的权重。
相较于双线性插值，双三次插值可以提供更高的图像质量，但计算复杂度也更高。
4.立方卷积插值（Cubic convolution interpolation）：
立方卷积插值是一种使用像素值的立方函数的插值方法，对图像进行平滑处理。
它相对于双三次插值在一些情况下可能产生更好的结果。
nczos 插值：
Lanczos 插值使用sinc 函数的权重来计算目标像素的值，是一种高质量的插值方法。
它通常用于需要较高图像质量的应用，如图像放大。
在选择重采样方法时，需考虑应用场景、计算资源和图像质量要求。
不同的插值方法在不同的情况下表现良好，因此最佳的选择可能取决于具体的应用需求。
第二章数字影像的采样与重采样
数字影像的特点与模拟影像区别
数字影像，指的是完全以一种有规则的 数字量的集合来表现的物理图案。数字 影像的特点是：灰阶动态范围大；密度 灰阶动态范围大； 灰阶动态范围大 分辩率相对较高; 线性好；层次丰富；可 分辩率相对较高 线性好；层次丰富； 进行后处理；辐射剂量小。 进行后处理；辐射剂量小。 而模拟影像，是一种直观的物理量来连 续地、形象地表现出另一种物理特性的 图案。它的特点是: 连续、直观、获取方 连续、直观、 便；图像表现具有概观性与实时动态获 重复性较差， 取等特点。但是，模拟影像重复性较差 重复性较差 一旦成像无法 无法再改变或进行后处理；灰 进行后处理； 无法 进行后处理 阶动态范围小。
实际采样分析 【0，x】内进行，这等价于在 由于采样只可能在有限区间【 内进行， 由于采样只可能在有限区间
空间域与一矩形窗口函数： 空间域与一矩形窗口函数：
1 0 ≤ x ≤ X ( X > 0) w(x) = 0 其他
相乘，频率域则是一个sinc函数w（f）的卷积： 相乘，频率域则是一个sinc函数w 的卷积： sinc函数 实际采样时，不可能是一个点，而是一个直径为d 实际采样时，不可能是一个点，而是一个直径为d的圆 实际采样就是原灰度函数与定义在该圆内的一个特定函数 的卷积, h（x）的卷积,即采样是原函数通过脉冲响应函数的滤波 一般取高斯型函数： 出，一般取高斯型函数 见98页图
不 在 采 样 点
插值与重采样的联系与区别
插值：在已知坐标系统内，估计未知点的函数值， 插值：在已知坐标系统内，估计未知点的函数值， 不涉及坐标变换； 不涉及坐标变换； 重采样：先将已知坐标系统变换到另一坐标系统， 重采样：先将已知坐标系统变换到另一坐标系统， 然后估计函数在新坐标系统下的数值； 然后估计函数在新坐标系统下的数值； 在新坐标系统下的数值
航测基本知识培训手册
2.工程测量的内容Contents of engineering survey
工程测量的主要内容，包括平面控制测量、高程控制测量、地形测量、施工测量、变形测量等。
3.平面控制测量Planimetric control survey
粗差也称错误,一般大于5倍的中误差.
2.精度(精确度) accuracy
评定测量成果质量的数量指标.
a.平均误差average error
Mav =∑Δ/n;
b.中误差RMSE(Root Mean Square Error)
M = sqrt(∑ΔΔ/n );
c.极限误差Limit error
2M
d.相对误差relative error
7.解析测图仪Analytical stereoplotter
8.正射投影仪Orthophoto projector
9.航空摄影机Arial camera
10.编辑工作站Editing workstation
11.数控绘图机Digital plotterⅣ.大地测量Ge Nhomakorabeadesy
1.Ⅰ,Ⅱ等三角点Triangulation points of gradeⅠ,Ⅱ
5. 4D产品4D products
a. DEM ( DTM )―Digital Elevation Model ( Digital Terrain Model )数字高程模型（数字地面模型）
b. DOM ( Digital Orthophoto Map )数字正射影象图
c. DLG（Digital Line Graph）or DTI ( Digital Thematic Information )数字线划图或数字专题信息
2 第1章 数字影像获取与重采样
11
2.1.2 数字影像采样
第一章
预备知识1 ：δ函数（单位采样序列）
1, n = 0 δ ( n) = 0, n ≠ 0
山东农业大学测绘系
12
2.1.2 数字影像采样
第一章
预备知识2 ：采样函数—— 梳状函数
s( x ) =
k = −∞
∑ δ ( x − k∆ x )
+∞
平移单位采样序列
S ( f ) = ∆f
k =−∞
∑ δ ( f − k ∆f ) = ∆f ⋅ comb
∆f
(f)
s(x)
S(f)
x ∆x
空间域s(x)
山东农业大学测绘系
-1/∆x
1/∆x
f
频率域S(f)
18
2.1.2 数字影像采样
第一章
设连续影像灰度函数为 g(x)，若对其进行空间域的 等间隔采样，可以用采样函数与之相乘，即 ˆ ( x) = g ( x) ⋅ s( x) g
= =
k =−∞
W −1 ( f ) = sin c ( x ) sin 2π fl x = 2π fl x
山东农业大学测绘系
∑ ∑
+∞
+∞
g (k ∆x)δ ( x − k ∆x) ∗ g (k ∆x)
sin 2π fl x 2π fl x
k =−∞
sin 2π f l ( x − k ∆x) 2π f l ( x − k ∆x)
• 样点
被量测的“点”是小的区域像素
• 采样间隔
样点之间的距离
山东农业大学测绘系
9
2.1.2 数字影像采样
第一章
一、采样定理 要对一幅连续图像进行空间域的等间隔采 样，采样间隔取多大才能由离散图像重建连续图 像？ 下面以一元连续函数为例说明采样间隔大小 的确定。
数字影像的采样与重采样
数字影像的采样与重采样 特征提取算法---点特征提取
山东交通学院
测绘教研室
利用数字灰度信号，采用数字相关技术量测同名像点， 在此基础上通过解析计算，进行相对定向、绝对定向，建立 数字立体模型，从而建立数字高程模型、绘制等高线、制作 正射影像图以及为地理信息系统提供基础信息等。这就是数 字摄影测量，由于整个过程都是以数字形式在计算机中完 成，因而又称为全数字化摄影测量。 数字摄影测量最基础的工作：影像的采样与重采样以及 获取所需要的影像特征。 点状特征 点特征提取算子 识别目标 提取目标影像特征 线状特征 线特征提取算子 面状特征 通过区域分割获取 圆状特征点定位算子 确定目标位置 特征定位算子 角点定位算子
j
)
x x INT ( x )
y y INT ( y )
2 3
W W x: W W
( x1 ) W (1 x ) x 2 x x ( x2 ) W (x ) 1 2x x
2 2 2 3 3
点特征的灰度特征
Moravec算子
Moravec于1977年提出利用灰度 方差提取点特征的算子
r
c
（1）计算各像元的兴趣值 IV
V1 V2 V3 V4 ( g c i , r g c i 1, r ) i k k 1 2 ( g c i , r i g c i 1, r i 1 ) i k k INT ( w / 2 ) k 1 2 ( g c , r i g c , r i 1 ) i k k 1 2 ( g c i , r i g c i 1 , r i 1 ) i k
1+x数字影像处理职业技能
1+x数字影像处理职业技能1+x数字影像处理职业技能一、图像基础原理1.影像采集原理：影像是由摄影机或其他传感器通过中继设备(如电脑)捕捉或拍摄的图像。
摄影机通常是一台放大器，可以把光子投射在CCD(可变分辨率成像器)或CMOS(负号码模拟集成电路 )上，从而获得图像信息。
2.像素：像素是图像中的基本单元，也可以说是图像的最小组成单位，它们构成了图像的灰度信息，可以用灰度值来衡量像素的大小。
3.图像分辨率：图像分辨率是指图像中像素的密度，即图片中每一英寸所包含的像素点数，也可以说是一幅图片中每一个像素点的大小。
4.图像颜色空间：颜色空间是指用来表示色彩的数学模型，必须具有一定的规则，才能区分某种颜色的细微变化。
一般来说，较常用的颜色空间有RGB、CMYK、YCbCr、HSV等。
二、图像存储技术1.图像压缩技术：图像压缩技术是指通过减少图像数据量，达到节省存储空间及减少数据传输等目的的技术。
常用的图像压缩技术有无损图像压缩、有损图像压缩等。
2.图像文件格式：图像文件格式是指图像文件的存储格式，它决定了图像数据的存储方式和查看方式，常用的有BMP、JPG、GIF、TIFF、PNG等文件格式。
三、图像处理技术1.图像重采样：图像重采样是指通过改变图像的大小或形状等，达到某种处理效果的一种技术。
常用的图像重采样技术有双线性插值、最近邻插值等。
2.图像增强：图像增强是一种通过改变图像的亮度、对比度、饱和度等参数，来改善图像质量的技术。
常用的图像增强技术有对比度增强、曝光改进、去雾等。
3.图像分割：图像分割是指将图像中的对象从其他组成部分中分离出来的一种技术。
常用的图像分割技术有阈值分割、区域增长分割、形态学分割等。
四、图像集成技术1.图像组合：图像组合是指将多个图像组合在一起，产生协同的一种技术。
常用的图像组合技术有图像融合、图像融合等。
2.图像识别：图像识别是指通过有效的数字图像处理技术，将图像中的物体识别出来的技术。
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矩阵的每个元素gj,i是一个灰度值，对应着 光学影像或实体的一个微小区域，称为像 元素或像元或像素。
各像元素的灰度值gj,i代表其影像经采样与 量化了的“灰度级”（灰度等级）。
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3.数字化间隔
若△x与△y是光学影像上的数字化间隔，则灰度
值gj,i随对应的像素的点位坐标（x,y）：
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二、数字影像
1.灰度矩阵g 2.像素 3.数字化间隔 4.空间域和频率域
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1.灰度矩阵g
g0,0 g0,1 g0,n -1
g
g1,0
g1,1
g1,n -1
gm-1,0
gm-1,1
gm-
1,n
-1
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2.像素
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透过率T：
T =F /F0 不透过率O：
O= F0/ F
像点愈黑，则透过的光通量愈小，所以，透过率
和不透过率都可以说明影像黑白的程度。
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D = lgO = lg1/T
D称为影像的灰度。 当光线全部透过时，即透过滤等于1，则影像
的灰度等于0；当光通量仅透过百分之一，既 不透过率是100时，则影像的灰度是2。 实际的航空底片的灰度一般在0.3～1.8范围 之内。
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1.电子扫描器
现在不仅可以利用专门的电子扫描仪获 取数字影像，还可以利用电视摄像机与 所谓多媒体卡获取数字影像，但其精度 要差一些。
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2.电子—光学扫描器
这种电子—光学扫描器一般用于光学影 像或图件的扫描数字化，而不能用于实 物数字影像的获取。
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3.固体阵列式数字化器
将半导体传感器CCD（charge coupled device）排列在一行或一个矩形区域中构 成线阵列或面阵列CCD相机或称数字相机。
在对影像数字化或获取实物数字影像时不
需扫描头逐像素的移动。
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二、数字影像传感器的检校
对数字影像传感器（影像数字化扫描仪、
CCD相机等）进行几何质量检校，一方面
可对其质量进行评定，另一方面可对其输
出的影像进行几何畸变差校正，改善系统
定位精度。
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§4.2 数字影像
一、影像的灰度 二、数字影像
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一、影像的灰度
1.影像数字化 2.影像灰度
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1.影像数字化
将透明正片（或负片）放在影像数字化 器上，把相片上像点的灰度值用数字形 式记录下来，此过程称为影像数字化。
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b.特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.灰度是不连续的 模拟相片是连续的灰度值 灰度值是采样区域中的近似值 2.等间隔采样
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2.样点
被量测的点称为样点
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3.采样间隔
样点之间的距离即采样间隔。
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4.问题
采样过程会给影像的灰度带来误差。例如相邻 两个点的影像灰度的变化被丢失，亦即影像的 细部受到损失，则采样间隔越小越好。
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2.影像灰度
影像的灰度又称为光学密度。透明相片（正片或 负片）上影像的灰度值，反映了他透明的程度， 即透光的能力（透过率T和不透过率O ）。
人眼对明暗程度的感觉是按对数关系变化的。为 了适应人眼的视觉，不直接用透过率或不透过率 表示其黑白程度，而用不透过滤的对数值表示。
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3.量化参数与数字化图像间的关系
数字化方式可分为均匀采样、量化和非均 匀采样、量化。所谓“均匀”,指的是采样 、量化为等间隔。图像数字化一般采用均 匀采样和均匀量化方式。
但是采样间隔越小，数据量越大，增加了运算 工作量和提高了对设备的要求。
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§4.4 数字影像量化
1.定义 2.方法 3.量化参数与数字化图像间的关系
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1.定义
影像灰度的量化是把采样点上的灰度数值转换成为某一 种等距的灰度级。
将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。一幅数 字图像中不同灰度值的个数称为灰度级数，用G表示。一 般来说，G=2g,g就是表示图像像素灰 度值所需的比特位 数。
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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。
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灰度图像: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。
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彩色图像:彩色图像是指每个像素由R、G、 B三原色像素构成的图像，其中R、B、G 是由不同的灰度级来描述的。
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一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像 所需的存储空间，即图像的数据量，大 小为M×N×g （bit）
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2.方法
方法是将透明相片有可能出现的最大灰 度变化范围进行等分，等分的数目称为 “灰度等级” ，然后将每个点的灰度值 在其相应的灰度等级内取整，取证的原 则是四舍五入。
第四章 数字影像获取与重采样
§4.1 数字影像传感器 §4.2 数字影像 §4.3 数字影像采样 §4.4 数字影像量化
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§4.1 数字影像传感器
一、传感器 二、数字影像传感器的检校
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一、传感器
1.电子扫描器 2.电子—光学扫描器 3.固体阵列式数字化器
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§4.3 数字影像采样
1.采样 2.样点 3.采样间隔 4.问题
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1.采样
a.定义 b.特点
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a.定义
将传统的光学影像数字化得到的数字影像， 或直接获取的数字影像，不可能对理论上 的每一个点都获取其灰度值，而只能将实 际的灰度函数离散化，对相隔一定间隔的 “点”量测其灰度值。这种对实际连续函 数模型离散化的量测过程就是采样。
x = x0 + i· △x
y = y0 + j· △y
而异。通常取△x=△y，而gj,i也限于取用离散值
。
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4.空间域和频率域
在空间域内是表达像点不同位置(x,y)处 （或用(i,j)表达）的灰度值。
而在频率域内则表达在不同频率中（相
片上每毫米的线对数，即周期数）的振
幅谱（傅立叶谱）。