遥感数字图像处理复习整理

数字图像处理复习笔记整理:

1.遥感数字图像处理的主要内容：（1）图像增强（2）图像校正（3）信息提取

2.数字图像处理两个观点：

（1）离散方法：一幅图像的存储和表示均为数字形式，数字是离散的，因此使用离散方法进行图像处理才是合理的。与该方法相关的概念是空间域

（2）连续方法：图像通常源于物理世界，它们服从可用连续数学描述的规律，因此具有连续性应该使用连续数学方法进行图像处理。与该方法相关的主要概念是频率域。频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产生的反映频率信息的图像进行处理。3.数字化的两个过程：

（1）采样：将空间上连续的图像变换成离散点（即像素）的操作称为采样。

（2）量化：是将像素的灰度值转换成整灰度级的过程。

4.相干图像：微波遥感所产生的图像。

5.通用遥感图像数据格式：

（1）BSQ格式：像素按波段顺序一次排列的数据格式

（2）BIL格式：像素先以行为单位分块，在每个块内，按照波段顺序排列像素

（3）BIP格式：以像素为核心，保持行的顺序不变，在列的方向上按列分块，每个块内为当前像素不同波段的像素值

6.遥感图像可以表示为某一时刻t，在不同波长入和不同极化（偏振）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

7.卷积是空间域上针对特定窗口进行的运算，是图像平滑、锐化中使用的基本的计算方法。设窗口大小为mXn，（i，j）是中心像素，f（x，y）是图像像素值，g（i，j）是运算结果，h（x，y）是窗口模板（或称为卷积核，kernel），那么，卷积计算的公式为

对于整个图像，从左上角开始，由左到右、由上到下按照窗口大小顺序进行遍历，即可完成整个图像的卷积计算。对于图像边缘，由于无法满足窗口对中心像素的要求，其窗口外部的像素值可以用以下任意一种方法来处理：①设为0值；②按照对称原则从图像中取值；③保留原值，不进行计算

8.纹理可分为人工纹理和自然纹理。

人工纹理：是由自然背景上的符号排列组成的，这些符号可以是线条、点、字母、数字等。自然纹理：是具有重复排列现象的自然景物，如森林、草地之类的照片。

人工纹理往往是有规则的，而自然纹理往往是不规则的。

9.彩色的三个基本属性：色调、明度和色度。

10.两个常用的颜色空间：RGB颜色空间和CMYK颜色空间

11.颜色模型：①RGB颜色模型；②CMY颜色模型；③YIQ颜色模型；④HSI颜色模型

12.伪彩色合成：是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色，然后进行彩色图像显示的方法，主要通过密度分割方法来实现

假彩色合成：使用的数据是多波段图像

13.灰度拉伸:分为线性拉伸和非线性拉伸

(1)线性拉伸:①全域线性拉伸②分段线性拉伸③灰度窗口切片（a.清除背景b.保留背景）

(2)非线性拉伸:①指数变换②对数变换

(3)多波段拉伸(了解)

14.图像均衡化与直方图规定化(见书P80-86)

15.辐射校正的目的:尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可能避免的噪声引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理之间的差异；尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作做好

准备。

16.辐射校正的内容：（1）传感器端的辐射校正（2）大气校正（3）地表辐射校正

17.程辐射（路径辐射）：传感器接收到大气散射部分的电磁波

18.辐射传输的四个影响因子（P91-92）：

（1）大气分子及气溶胶的Rayleigh散射与Mie散射、分子及气溶胶的吸收、散射以及散射吸收的耦合作用。

（2）表面因素的贡献

（3）地形因素的贡献

（4）太阳辐射光谱的影响

19.傅里叶变换：指非周期函数的正弦和或余弦和乘以加权函数的积分表示，在1965年快速傅里叶变换（FFT）算法出现后才得到了大规模的应用，傅里叶变换分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。

20.二维离散傅里叶频谱分布特点：低频能量都集中在中心部分，而高频能量分布在四周。

21.傅里叶变换的特点：

（1）线性的地物为高频部分，大块面状的地物为低频部分；

（2）频率域图像以图像的中心为坐标原点，左上—右下，右上—坐下对称，图像中心为原始图像的平均亮度值，频率为0

（3）从图像中心向外，频率增高

（4）高亮度表明频率特征明显

（5）频率域图像中明显的频率变换方向与原始图像中地物分布方向垂直

22.傅里叶变换的基本流程：正向FFT→定义滤波器→逆向FFT

23.缨帽变换（K-T变换）

24.彩色变换的应用：

（1）进行不同分辨率图像的融合

（2）增强合成图像的饱和度

（3）通过对强度I成分的处理进行图像增强

（4）多源数据综合显示

（5）其他应用（a.对色调进行分段扩展,以突出某一色调或加大某一范围内的色调之间的差异b.色调不变,将亮度和饱和度置为常数,以突出地物色调在空间上的分布c.将强度置为常数,色调和饱和度不变,可以减少地形起伏的影响,突出阴影部分的地物信息）

25.遥感图像中常见的噪声:(1)高斯噪声(2)脉冲噪声(椒盐噪声)(3)周期噪声(唯一空间依赖型噪声)

26.均值滤波是最常用的线性低通滤波器

27.梯度倒数加权法步骤:(1)构造权重矩阵(2)计算权重、并归一化(3)计算中心像素的值

28二阶导数算法→Laplacian算法

29.常用的滤波器:(1)低通滤波器(2)高通滤波器(3)带通滤波器(4)带阻滤波器(5)自定义滤波器

30.同态滤波:是减少低频增加高频,从而减少光照变化并锐化边缘细节的图像滤波方法

31.图像分割原则:(1)依据像素灰度值的不连续性进行分割→区域之间,寻找边缘

(2)依据同一区域内部像素的灰度值具有相似性进行分割→区域内部,通过选择阈值找到灰度值相似的区域

32.最佳阈值的选择方法:(1)直方图方法(2)自适应阈值方法(3)分水岭算法

33.边缘检测之后要进行边缘连接

34.传感器按工作方式分为主动遥感和被动遥感,按数据记录方式分为成像传感器和非成像传感器