遥感数字图像处理教程_04遥感数字图像的表示和统计描述

《遥感数字图像处理教程_04遥感数字图像的表示和统计描述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章遥感数字图像的表示和统计描述3.1遥感图像模型3.2遥感图像的数字表示3.3单波段图像的统计特征3.4多波段图像的统计特征3.5窗口、邻域和卷积3.6纹理3.1遥感图像的基本模型理论上讲，遥感图像可以表示为某一时刻t，在不同波长λ和不同极化（偏振）方向p，能够收集到的位置坐标（x,y）的目标物所辐射的电磁波能量：这是基本的图像物理模型。依据是物理学的电磁辐射特性。原理上遥感图像是5个参数x,y,t，λ，p的函数。图像上的能量=目标发射的能量+目标反射的能量发射辐射量反射辐射量对可见光及红外遥感（以反射为主，可忽略发射能量）遥感图像模型可简化为：即地物波谱辐射量为入

2、射量与反射率之积；入射量取决于太阳光光照条件和遥感传感器的几何特征；反射率是地物性质的反映。多源图像——在同一地区，随时间、波段和极化方向不同而获得的多个图像的组合多波段图像（多光谱图像）有助于识别地物的不同类型和形态多时相图像（多日相图像）监测地物或环境因素的动态变化多极化图像侧视雷达图像多源图像融合对于某一景单波段遥感图像，t,λ,p三个参数均以固定的，故这景图像的数学物理模型可以简化为：(x,y)这两参数的模型f(x,y)记录的是二维空间内物体反射或发射的电磁波辐射能量的分布，是实际的值。传感器记录的图像数据g(x,y)是关于f(x,y)的函数。（大气层的影响）遥

3、感数字图像函数的特点连续性：观测对象在空间的分布和灰度均是连续的；定义域的限定性：图像函数只有一定范围内有效；函数值的限定性：函数值有界；函数值物理意义的明确性：对地物电磁辐射的一种量度。3.2遥感图像的数字表示遥感图像的数字表示方法确定性表示统计性表示矩阵表示向量表示密度函数表示统计特征表示单波段的统计特征多波段的统计特征集中：均值中值众数离散：方差变差反差协方差直方图匹配相关系数3.2.1图像的确定性表示遥感图像f(x,y,t,λ,p)单波段图像f(x,y,t)已获取的单波段图像f(x,y)经采样和离散化后，连续的像场可以被离散3.2.1图像的确定性表示就是写出图像

4、的函数表达式习惯上，背景色用白色0，前景用黑色13.2.1图像的确定性表示3.2.2图像的统计性表示设数字图像为f(i,j)，大小为M×N，M为图像的行数，N为图像的列数，i=0，1，…，M-1；j=0，1，…，N-1集中趋势离散趋势3.3单波段图像的统计特征3.3.1基本统计特征1.反映像素值平均信息的统计参数均值----像素值的算术平均值。反映图像中地物的平均反射强度中值----图像所有灰度级中处于中间的值。当图像的灰度级为偶数时，则取中间两灰度级的平均值。众数----图像中出现次数最多的灰度级。反映了图像中分布较广的地物的反射能量2.反映像素值变化信息的统计参数方

5、差----像素值与平均值差异的平方和，反映像素值的离散程度。方差是衡量图像信息量大小的重要度量。变差----像素最大值与最小值的差。反映图像灰度值的变化程度反差----又称为对比度，反映图像的显示效果和可分辨率，表示方法多种。如最大值/最小值，最大值-最小值，方差等两幅图像的反差1.定义根据图像像素的灰度范围，以适当的灰度间隔为单位划分为若干等级；横轴表示灰度级；纵轴表示每一灰度级具有的像素数或该像素数占总像素数的比例值；灰度值概率密度函数的离散化图形。3.3.2直方图（1）正态分布最佳，它的层次差异大，可视性好；（2）整体亮度值很低，很暗；（3）整体亮度值很高，很亮；

6、（4）整体亮度一般；（5）峰值不明显；（6）为多峰直方图，地物有明显的两大类不一样；数字影像最小值最大值直方图直方图的绘制对于数字图像而言，实际就是图像灰度值概率密度函数的离散化图形。灰度图像的直方图彩色图像的分波段直方图2.性质只能反映图像的灰度分布规律，而不能反映图像像素的位置，即丢失了像素的位置信息任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同图像可以有相同的直方图。不同图像具有相同的直方图直方图的可相加性：如果一幅图像由若干个不相交的区域构成，则整幅图像的直方图是这若干个区域直方图之和。如果将图像看作具有正态分布的随机向量，则图像直方图的形态与数学上的正态分

7、布的曲线形态类似。①用于判断图像量化是否恰当3.应用②用于确定图像二值化的阈值一般来说，一幅包含大量像元的影像，其像元亮度值应符合统计分布规律，即假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的。实际工作中，若影像的直方图接近正态分布，则说明影像中像元的亮度接近随机分布，是一幅适合用统计方法分析的影像。当观察直方图形态时，发现直方图的峰值偏向亮度坐标轴左侧，则说明影像偏暗。峰值偏向坐标轴右侧，则说明影像偏亮，峰值提升过陡、过窄，说明影像的高密度值过于集中，以上情况均是影像对比度较小，影像质量较差的反映。③根据直方图形态可以大致推断图像质量从直