数字图像处理复习资料

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1、数字图像处理基础知识电磁波谱特性电磁波为横波，在真空中以光速传播，具有波粒二象性。地物的波谱特性任何地物都有自身的电磁辐射规律，如反射，发射，吸收等特性，少数具有透射的特性，而地物的这些特性被称为地物的波谱特性。（地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。达到地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量）常用卫星传感器CCD、MODIS、VISSR、IKONOS、TM、MSS、AVHRR、ETM、QuickBird、HRV.数字图像的分辨率、像元、直方图、记录方式等数字图像的空间分辨率是指单位尺寸能够采集的像素。像元是是组成数字化影

2、像的最小单元。灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率，以灰度级为横坐 标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。数字图像的记录方式有印刷和照相。几何校正遥感图像的几何投影类型.单中心投影和多中心投影几何误差的来源传感器成像方式引起的图像变形传感器外方位元素变化的影响地形起伏引起的像点位移地球曲率引起的图像变形大气折射引起的图像变形地球自转的影响基于共线方程的几何校正共线方程校正法是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换基础上的（即成像瞬间像点、地面点以及传感器投影中心3点共线）基于多项式的几何校正回

3、避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟,把遥感图像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果基于多项式的几何校正的步骤:1.确定校正的多项式模型2.选择若干个控制点，利用有限个地面控制点的已知坐标，解求多项式的系数3.将各像元的坐标代入多项式进行计算，便可求得校正后的坐标4.位置进行变换，变换的同时进行灰度重采样5.对结果进行精度评定辐射校正辐射误差的来源1.传感器本身的性能引起的辐射误差2.大气的散射和吸收引起的辐射误差3.地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差传感器端的辐射校正

4、1.传感器端的畸变主要是由其光学系统，或者光电变换系统的特征所形成的在使用透镜的光学系统中，由于镜头光学特性的非均匀性，在其成像面存在着边缘部分比中心部分发暗的现象（边缘减光）在扫描方式的传感器中，光电变换系统的灵敏度造成的畸变，其校正一般是通过定期地面测定，根据测量值进行校准2.传感器端的辐射校正也称为辐射定标，是把只具有相对意义的离散亮度值转换为具有物理意义的辐亮度或反射率的过程3.辐射定标分为相对定标和绝对定标大气校正1.消除大气影响的校正过程称为大气校正2.大气对辐射的影响大气吸收大气散射3.大气纠正基于辐射传输方程的大气校

5、正基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正利用特殊波段进行大气校正日地距离和太阳高度角校正在相同的大气条件、地表条件和传感器几何条件下，传感器接收到的辐射强度还受到大气顶层的太阳辐射强度和入射几何条件（太阳高度角）的影响太阳高度角校正：考虑太阳在地球上的相对位置的季节变化，通过这个过程，不同太阳高度角照射下的图像数据的像元亮度值，被标准化到假设太阳在天顶时的像元亮度值日地距离校正：用于标准化地球和太阳间的距离的季节变化。太阳辐射随日地距离的平方而减小地形辐射校正比值法消除多光谱图像上地形阴影的影响。太阳高度角和地形影响引起的辐射误差,

6、在多光谱图像上可以通过两个波段的比值基本消除其影响用TM1/TM2比值处理，比值图像上阴坡、阳坡的砂岩亮度值趋于一致，可消除地形影响。图像增强对比度增强一般是通过改变图像的亮度值来改变图像像元的对比度，对比度的增强即是增大亮度值的差异，其目的是提高图像质量和突出有用信息。计算对比度线性变换、分段线性变换、对数变换、指数变换、直方图均衡化、直方图规定化线性变换当图象成象时曝光不足或过度,或由于成象设备的非线性和图象记录设备动态范围太窄等因素。都会产生对比度不足的弊病，使图象中的细节分辨不清。这时可将灰度范围线性扩展。分段线性灰度变换将

7、感兴趣的灰度范围线性扩展，相对抑制不感兴趣的灰度区域。（1）对数变换低灰度区扩展，高灰度区压缩。（2）指数变换高灰度区扩展，低灰度区压缩。直方图均衡是根据图像亮度值的出现频率来分配它们的亮度显示范围，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等，得到一幅灰度直方图为均匀分布的新图像直方图规定化直方图匹配是指将一副图像的直方图变成指定形状的直方图，从而使原始图像进行增强处理的一种方法，亦属于非线性变换空域滤波空间滤波是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，突出图像上的某些特征卷积计算建立一个含有由系数矩阵或权重因子矩阵构

8、成的移动窗口。这些矩阵被认为是算子(operators)或内核(kernels)，且它们的大小一般为奇数个像元内核在原始图像上移动，而且另一幅输出图像的内核中心灰度值，可以用原始图像中相对应的像元灰度值乘以内核内的对应系数，然后再将所