《图像校正与增强》PPT课件

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1、第八章图像校正与增强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。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8.1数字图像基础知识一、数字图像和图像数

2、字化（一）数字图像的概念早期的遥感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。光学影像的数字化(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。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

3、机可存储和运算的数字图像。xy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，甚至更多。（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,

4、ETM等航天遥感数字。（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。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。不同反差特征的图像通过灰度直方图可以直观地了解图像增强的效果。二、图像处理系统与处理内容（一）图像处理系统（二）遥感图像计

5、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。8.2图像辐射校正一、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/cosθθ为

6、像点成像时光线与主光轴夹角。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（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。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：式中，LAi为卫

7、星观测值；Ri为地面反射率；a和b为回归系数；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）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。例如：式中，为TM5波段的亮度均值，不受大气影响波段的图像亮度值；为TM1亮度均值，待校正波段的图像亮度值；a1,b1计算如

8、下：T1、T5表示TM1与TM5波段灰度值，为TM1波段校正后的灰度值。辐射回归分析图：（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。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