1、 /12實(shí)驗(yàn)五遙感圖像濾波一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解圖像濾波中空間信息增強(qiáng)的定義2、掌握?qǐng)D像空間域?yàn)V波最基本的處理方法3、了解圖像頻率域?yàn)V波中空間信息增強(qiáng)的含義4、掌握?qǐng)D像頻率域?yàn)V波基本的方法和過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)TM單波段數(shù)據(jù)進(jìn)行空間濾波處理2、對(duì)圖像進(jìn)行空間域?yàn)V波并分析其效果分析效果可以在“viewer”視窗口，亦可以用假彩色合成的方法對(duì)比前后的變換。3、對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)TM單波段數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率域?yàn)V波處理4、對(duì)圖像進(jìn)行頻率域?yàn)V波并分析其效果空間域與頻率域的轉(zhuǎn)換瀕率圖像編輯器的使用，高通和低通濾波，在“viewer”視窗口，亦可以用假彩色合成的方法對(duì)比前后的變換。三、實(shí)驗(yàn)條件電腦、ERDAS9.2軟

2、件。廈門(mén)市TM遙感影像四、實(shí)驗(yàn)步驟卷積增強(qiáng)是將整個(gè)圖像按照像素分塊進(jìn)行平均處理，用于改變圖像的空間頻率特征。卷積處理的關(guān)鍵在于卷積（核）算子（Kernal）系數(shù)矩陣的選擇，常用的卷積算子分為3*3,5*5,7*7三組，每組有包括edgedetect（邊緣檢測(cè)）edgeenhanee（邊緣增強(qiáng)）lowpass（低通濾波）highpass（高通濾波）horizonal（水平邊緣檢測(cè)）vertical（垂直邊緣檢測(cè)）crossedgedetection（交叉邊緣檢測(cè)）summary等8種不同的處理方式1、空間域?yàn)V波操作在ERDAS面板上，選擇interpreter”-spatialenhanceme

3、nt”-convolution”命令，打開(kāi)圖像卷積對(duì)話框，對(duì)圖像進(jìn)行空間域?yàn)V波。）在打開(kāi)的卷積增強(qiáng)對(duì)話框中，加載圖像（inputfile）,單波段或合成圖像均可。本實(shí)驗(yàn)中選擇單波段數(shù)據(jù)。）在圖像平滑或圖像銳化的卷積算子（kernal）選擇濾波算子。平滑處理FileUtilityViewAOIRasterHelp虐輛圖獄雪0題鼠滌因s+傀匕XQ舸奔IbiViever#1:pinghua.(:Layer_l)口問(wèn)岡銳化h.Vieer楹1:ruihua.ig(:Ldyer_l.)FileUtilityViewAOIRasterHelp口1岡fc-.WJFileUtilityViewAOIRaster

4、Help回區(qū)）.Viever#1:ruihua.isg(:Layer_l)dViewer#2:368-72-120000202380-l.tif(:Layer_l)614019.21.2704146.52OJTM/WGS84601735.34,26992T9.31(UTM/WGS84)FileUtilityViewAOIRasterHelp)對(duì)卷積算子的選擇(kernalselection)和編輯。4)若沒(méi)有所需要的卷積算子，單擊convoltution”中的edit/new”按鈕，進(jìn)入卷積核編輯或建立狀態(tài)，定義所需要的卷積核。)參數(shù)設(shè)定完成后，單擊ok”按鈕，進(jìn)行空間域?yàn)V波2、結(jié)果對(duì)比分析在

5、viewer”視窗中打開(kāi)原圖和濾波后的圖像，進(jìn)行對(duì)比分析，并記錄結(jié)果。3、聚焦分析()工具聚焦分析使用類似卷積濾波的方法對(duì)圖像數(shù)值進(jìn)行多種分析，基本算法是在所選窗口范圍內(nèi)，根據(jù)所定義函數(shù)，應(yīng)用窗口范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)值計(jì)算窗口中心像素的值，達(dá)到增強(qiáng)的目的。輸入文件名，輸出數(shù)據(jù)類型選unsigned8bit”聚集窗口大小為5*5，調(diào)整窗口形狀的大小，算法(function)為median。在ERDAS面板上，選擇interpreter”-spatialenhancement”-focalanalysis”命令，打開(kāi)圖像聚焦分析對(duì)話框，可進(jìn)行均值濾波、中值濾波等，主要參數(shù)的設(shè)定如表1所示。表1聚焦分析窗

6、口主要參數(shù)設(shè)置意義聚焦函數(shù)選擇項(xiàng)聚焦函數(shù)選項(xiàng)意義聚焦函數(shù)算法Sum（總和）Mean（均值）Sd（標(biāo)準(zhǔn)差）Median（中值）MaxMin輸入圖像與聚焦運(yùn)算范圍UseallvalueincomputationIgnorespecifiedvalueUseonlyspecifiedvalue輸入圖像應(yīng)用聚焦函數(shù)范圍ApplyfunctionatallvalueDonotapplyatspecifiedvalueapplyonlyatspecifiedvalue窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值之和代替窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值之均代替窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值之標(biāo)準(zhǔn)差代替窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值

7、之中值代替窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值之最大值代替窗口中心像素被整個(gè)窗口像素值之最小值代替輸入圖像中所有數(shù)值都參與聚焦運(yùn)算所確定的像素?cái)?shù)值將不參與聚焦運(yùn)算只有所確定的像素?cái)?shù)值參與聚焦運(yùn)算輸入圖像中所有數(shù)值都應(yīng)用聚焦函數(shù)所確定的像素?cái)?shù)值將不應(yīng)用聚焦函數(shù)只有所確定的像素?cái)?shù)值應(yīng)用聚焦函數(shù)4、遙感圖像的傅里葉正變換選擇ERDAS面板interpreter”-fourieranalysis”命令，打開(kāi)“fourieranalysis”菜單，選擇圖像的傅里葉變換選項(xiàng)，打開(kāi)傅里葉變換對(duì)話框。ERDAS提供的傅里葉變換也是快速傅里葉變換，將空間域圖像（*.img）轉(zhuǎn)換成頻率域圖像（*.fft）在傅里葉轉(zhuǎn)換對(duì)話

8、框中，選擇輸入圖像、輸出圖像及需要變換的數(shù)據(jù)層范圍，單擊“ok”按鈕執(zhí)行變換。5、頻率圖像編輯器（fouriertransformeditor）選擇ERDAS面板“interpreter”-fourieranalysis”-fouriertransformeditor”命令，打開(kāi)頻率圖像編輯器視窗。1）在頻率圖像編輯器中，打開(kāi)生成的頻率圖像（*.fft）在頻率編輯器中，頻率圖像的中心在圖像的中心，也是坐標(biāo)原點(diǎn)。其頻率值是最高的，隨著向四周擴(kuò)散，頻率逐漸減小。2）頻率圖像編輯器上工具條的使用，如表2所示。表2Fouriertransformeditor中常用的工具條圖標(biāo)厶厶口卩令作用備注Low-

9、passfilter低通濾波事、high-passfilter高通濾波4high-passcircularmask高通圓形掩膜不能進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，只能1high-passrectangularmask高通矩形掩膜使用默認(rèn)值。按下功能鍵后，用鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行操作Ihigh-passwedgemask高通楔形掩膜械InverseFouriertransform傅里葉反變換3）對(duì)頻率圖像進(jìn)行濾波（高通、低通）。在菜單中選擇“mask”-“filter”命令，打開(kāi)“l(fā)ow/high-passfilter”對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)：濾波類型（filtertype），濾波類型有高通（high-pass）和低通（Low-

10、pass）選擇窗口形狀（windowfunction），選擇濾波窗口，如表3所示表3ERDAS提供的5種常用濾波窗口類型濾波窗口的類型主要功能Ideal（理想濾波窗口）截取的頻率是絕對(duì)的，沒(méi)有任何過(guò)渡；其缺點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)生環(huán)形條紋，特別是當(dāng)半徑很小的時(shí)候Barlett（三角濾波窗口）采用三角函數(shù)，減少了環(huán)形波紋作用的影響B(tài)utterworth（巴特濾波窗口）采用平滑曲線方程，過(guò)渡性較好；主要優(yōu)點(diǎn)是最大限度地減少了環(huán)形波紋的影響Gaussian（咼斯濾波）采用自然底數(shù)冪函數(shù)，過(guò)渡性好，與巴特濾波相似，可以互換應(yīng)用Hanning（余弦濾波窗口）采用條件余弦函數(shù)，過(guò)渡性好，與巴特濾波相似，可以互換應(yīng)用確定

11、高頻和低頻的閾值半徑（radius）最后設(shè)置高頻增益或低頻增益值。低通時(shí)，高頻增益默認(rèn)為0,低頻增益為1;相反，高通時(shí)，高頻增益默認(rèn)為1，低頻增益為0;參數(shù)設(shè)置后，單擊ok按鈕可進(jìn)行頻域?yàn)V波。高通）在傅里葉分析對(duì)話框上選擇菜單file”-lnverseFouriertransform”命令，將圖像由頻域轉(zhuǎn)換到空間域。）在“viewer”視窗中打開(kāi)原圖和頻率濾波后的圖像進(jìn)行對(duì)比分析。6、同態(tài)濾波選擇ERDAS面板interpreter”-fourieranalysis”-homomorphicfilter”命令，打開(kāi)同態(tài)濾波對(duì)話框。同態(tài)濾波的關(guān)鍵是：照度增益(illuminationgain)反射率增強(qiáng)(reflectiongain)和截取頻率(gutofffrequency)三個(gè)參數(shù)的設(shè)置。照度增益取值在01之間，輸出的圖像照度的影響被減弱