遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)

用戶手冊(cè)

同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院

地信課題組

2006年5月

目錄

第一章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)概述1

§1.1軟件概述1

§1.2軟件特點(diǎn)1

第二章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)的安裝與卸載2

§2.1系統(tǒng)安裝要求2

§2.2系統(tǒng)安裝過程2

§2.3系統(tǒng)卸載過程：2

第三章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)的使用2

§3I系統(tǒng)啟動(dòng)界面2

§3.2系統(tǒng)主界面2

§33文檔管理：3

§3.4圖像的格式及色度轉(zhuǎn)換3

§3.5圖像預(yù)處理4

§3.6點(diǎn)運(yùn)算4

§3.7圖像變換5

§3.8圖像增強(qiáng)5

§3.9圖像合成6

§3.10圖像形態(tài)學(xué)處坦6

§3.11圖像分析6

§3.12圖像分類7

§3.13圖像復(fù)原7

§3.14圖像壓縮7

§3.9窗口管理子系統(tǒng)的各項(xiàng)功能：7

第一章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)概述

§1.1軟件概述

歡送使用《遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)》

本軟件重點(diǎn)是對(duì)遙感圖像進(jìn)行各種處理和解議，包括圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像合成、

圖像分析、圖像分類、圖像壓縮、格式轉(zhuǎn)換、以及圖像預(yù)處理和色度變換等。

§1.2軟件特點(diǎn)：

一、界面友好：

采用可視化操作界面，布局合理，操作簡單：

二、功能強(qiáng)大：

I、提供圖像數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能。可以就jpg、bmp>tif、pcx、gif、png、wmf、ico>tga、

jpeg等格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行任意的轉(zhuǎn)換，并且存儲(chǔ)；

2、提供圖像色度轉(zhuǎn)換功能。可以在RGB/YIQ,RGB/YUV,RGB/YCbCr,RGB/GRAY

之間進(jìn)行任意的色彩轉(zhuǎn)換；

3,提供圖像預(yù)處理功能.可以進(jìn)行圖像二值化以及對(duì)圖像進(jìn)行亮度和比照度的調(diào)整.

4、提供圖像的點(diǎn)運(yùn)算?？梢圆榭磮D像的直方圖，布圖像進(jìn)行反色處理，闕值變換、窗

口變換、灰度拉伸、灰度均衡以及圖像的線性處理等功能；

5、提供圖像的幾何變換和正交變換的功能。在幾何變換中包括圖像旋轉(zhuǎn)、縮放、轉(zhuǎn)置

和平移等功能，以及垂直鏡像、水平鏡像、圖像扭曲和定義圖像的大小的功能：在圖像的正

交變換中包括傅立葉變換、離散余弦變換以及沃爾什變奧；

6、提供圖像增強(qiáng)功能，包括圖像平滑、中值濾波、梯度銳化、拉普拉斯銳化以及偽色

彩編碼和浮雕效果；

7、提供圖像合成的功能；

8、提供形態(tài)學(xué)處理，其中包括二值形態(tài)學(xué)處理和灰度形態(tài)學(xué)處理。

9、提供圖像分析的功能，其中包括定向檢測(cè)、輪廓提取、輪廓跟蹤、種子填充、闕值

分割、投影檢測(cè)、差影檢測(cè)、模版匹配等局部；

10、提供圖像分類的功能，其中包括監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、具有混合像元的圖像分類

以及綜合遙感圖像分類等同部

11、提供圖像復(fù)原的功能，其中包括圖像模糊、圖像復(fù)原、圖像噪聲等局部。圖像模糊

中又包括卷積模糊、卷積模糊+噪聲、水平運(yùn)動(dòng)模糊、垂直運(yùn)動(dòng)模糊等四局部；圖像復(fù)原中

包括逆濾波復(fù)原和維納濾波復(fù)原等兩局部；在圖像噪聲中包括隨機(jī)噪聲和椒鹽噪聲兩局部;

12、提供圖像壓縮的功能，其中包括哈夫曼編碼表、香弄弗諾編碼表、行程編碼、LZW

編碼以及JEPG編碼等。

三、綠色軟件：

本軟件為綠色軟件，對(duì)操作系統(tǒng)無污染，不需安裝，方便卸載，便于攜帶，可以拷貝到

便攜的U盤上隨處運(yùn)行；

第二章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)的安裝與卸載

§2.1系統(tǒng)安裝要求：

硬件：

計(jì)算機(jī)兼容機(jī)/品牌機(jī)

CPUPIIIL6GB以上

內(nèi)存256MB以上

硬盤20GB以上

顯示1024x768分辨率

操作系統(tǒng)Windowsxp/2000

§2.2系統(tǒng)安裝過程：

只需拷貝“圖像處理應(yīng)用程序”文件夾到任意硬盤卜即便安裝成功。運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊“圖

像處理.exe〃即可。

§2.3系統(tǒng)卸載過程：

因?yàn)槭蔷G色軟件、對(duì)系統(tǒng)無污染，在注冊(cè)表中沒有留下任何記錄，所以只要把拷貝到本

地硬盤上的應(yīng)用程序和附帶的文件夾〔名為：圖像處埋應(yīng)用程序）刪除即可。

第三章遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)的使用

點(diǎn)擊遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)可執(zhí)行文件的圖標(biāo)即可運(yùn)行該系統(tǒng)，如下圖：

§31系統(tǒng)啟動(dòng)界面：

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)要求其使用的對(duì)象為海洋學(xué)院學(xué)生，對(duì)用戶有一定的權(quán)限限制，因此在啟動(dòng)

界面后，設(shè)有用戶的登陸界面。啟動(dòng)界面及用戶的登陸界面分別如下所示：

圖I：遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)啟動(dòng)截面圖

圖2：系統(tǒng)登陸窗體圖

在開啟遙感圖像處理與解譯系統(tǒng)時(shí)，如果用戶輸錯(cuò)用戶名或密碼三次以后，會(huì)彈出提示系統(tǒng)

出錯(cuò)對(duì)話框，同時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉，其界面如下所示：

圖3：登陸失敗后的出錯(cuò)對(duì)話框

§3.2系統(tǒng)主界面組成局部:

M物助I即T.3-…I*未?名-?圖

圖4：系統(tǒng)主界面圖

菜單欄和工具欄大局部功能是一一對(duì)應(yīng)的，下面對(duì)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功能及操作進(jìn)行介紹。

§33文檔管理：

文檔管理中主要包括四個(gè)局部，分別是文檔翻開、存貯、關(guān)閉以及智能記錄近期翻開的

文件等四局部。

1）文檔翻開：可以翻開集成系統(tǒng)所涉及的各種（主要常見）類型的數(shù)據(jù)源，如地圖掃描位

圖影像*.TIF、*.BMP、*.JPG、*.TGA等。各種格式的圖像都可作為獨(dú)立的文檔讀取,以相應(yīng)

視窗顯示。

2）文檔存貯：以相應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)或經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換來存貯文檔，包括對(duì)各種處理結(jié)果圖像的

存貯。

3）文檔關(guān)閉:可連續(xù)關(guān)閉選中的多個(gè)圖像層。

4）近期文件:提供快捷的翻開圖像文件的方式。

§3.4圖像的格式及色度轉(zhuǎn)換

圖像的格式轉(zhuǎn)換是將目標(biāo)圖轉(zhuǎn)換為bmp、pcx、gif、tif、jpeg等；而圖像的色度轉(zhuǎn)換是

實(shí)現(xiàn)圖像各色度之間的轉(zhuǎn)換，包括了一些常用的色度之間的轉(zhuǎn)換：RGB->YcbCr>RGB->Gray

等以及他們之間的反變換，

要啟動(dòng)格式轉(zhuǎn)換，點(diǎn)擊工具欄上的“格式轉(zhuǎn)換”按鈕格式轉(zhuǎn)換，擇適合的文件格式點(diǎn)擊

Q-test.JPC

文紂9?a（z）格制換4運(yùn)算mats呼?合成船存雙冠圈?分析g分芟E?xif?□?）&取如

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即可轉(zhuǎn)換，同時(shí)彈出保存對(duì)話框提醒用戶保存轉(zhuǎn)換后的文件。要啟動(dòng)色度轉(zhuǎn)換，與啟動(dòng)格式

轉(zhuǎn)換根本相同，點(diǎn)擊工具欄上的“色度轉(zhuǎn)換"按鈕色度轉(zhuǎn)換，即可對(duì)圖像進(jìn)行常用色度之間的

轉(zhuǎn)換，例如：RGB->YIQ.RGB->YUV、RGB->YcbCr.RGB->Gray等以及他們之間的反變

換。下列圖是RGB->YIQ的轉(zhuǎn)換實(shí)例。

圖5：RGB->YIQ轉(zhuǎn)換圖

§3.5圖像預(yù)處理

主要對(duì)多種影像實(shí)施各種預(yù)處理，使處理結(jié)果滿足目視要求或有利于后續(xù)處理。主要包

括如下功能：

1）圖像二值化處理:包括固定閾值和雙閾值二值化功能。將圖像二值化，便于采用一些

成熟的二值化處理算法。閾值初值確定首先由軟件統(tǒng)計(jì)提供，然后由用戶借助經(jīng)驗(yàn)確定。

2）圖像可視化調(diào)整：對(duì)選定的原始圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視化調(diào)整，形象地調(diào)節(jié)明度和比照

度，以滿足用戶各種要求°

在圖像可視化調(diào)整中包括亮度調(diào)整和比照度圖像預(yù)處理點(diǎn)運(yùn)苴圖像變換圖象增強(qiáng)

調(diào)整，如右圖所示：圖像二值化...廣?

以鳧度調(diào)整為例，點(diǎn)擊鳧度調(diào)整，彈出對(duì)話可視化調(diào)整,亮度調(diào)整

框如下列圖所示：4I_對(duì)比度調(diào)整二.

圖6：亮度值調(diào)整窗體

通過調(diào)節(jié)亮度值，就可以改變圖像的亮度，點(diǎn)擊確定后，改變了的圖像在“圖像顯示

區(qū)〃內(nèi)顯示，并且可以保存。

§3.6點(diǎn)運(yùn)算

利用圖像上的像素點(diǎn)，來進(jìn)行對(duì)圖像的處理，圖像輸入是一個(gè)像素。處理之后輸出的是

與此相對(duì)應(yīng)的像素，而與他的鄰域像素?zé)o關(guān)。主要包括以下幾個(gè)方面：圖像的閾值變換、圖

像的窗口變換、圖像的灰度拉伸以及灰度均衡、圖像的線性變換、圖像反色以及查看直方圖

等功能。以上功能全都是通過點(diǎn)擊菜單欄上的“點(diǎn)運(yùn)算〃彈出下拉菜單，用戶直接選擇相應(yīng)

的操作即可。

以闕值變換為例。要啟動(dòng)闕值變換，點(diǎn)擊菜單欄上的點(diǎn)運(yùn)算，在彈出的下拉菜單中選

擇閾值變換1)1后，在圖像顯示區(qū)內(nèi)彈出“闕值變換參數(shù)設(shè)置“窗口，如下列圖所示：

用值變換參數(shù)設(shè)宣§

圖7：闕值變換參數(shù)設(shè)置"窗體

可以在闕值框中填入所需要的數(shù)值，如原圖中的128換成23后，所得圖如下所示：

圖8：闕值為23后的圖像

本下拉菜單中其他的功能操作根本同上。

§3.7圖像變換

圖像的變換包括幾何變換和正交變換。幾何變換是用以完成圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放、水平、

垂直鏡像變換、圖像扭曲等根本處理功能；而圖像正交變換主要包括Fourier變換，DCT變

換，Wollrsh變換等，算法包括FFT、DCT、WOLLRSH三種常用函數(shù)變換。下列圖分別是

圖像幾何變換中的水平鏡像和垂直鏡像效果圖。

9：水平鏡像和垂直儻像效縣圖

§3.8圖像增強(qiáng)

處理圖像增強(qiáng)是指有選擇地加強(qiáng)圖像的某些信息，如邊緣、輪廓、比照度等，以便于進(jìn)

?步的處理和分析。增強(qiáng)方式有：比照度增強(qiáng)、圖像平滑去噪、圖像模板卷積，偽彩色增強(qiáng)

等。以及顯示圖像浮解效果。________

啟動(dòng)圖像手滑主躁，點(diǎn)擊菜單欄中的“圖像增強(qiáng)”圖象增強(qiáng)，在彈出的下拉菜單中選中

“圖像平滑〃圖像平滑??1,點(diǎn)擊后彈出“圖像平滑模板設(shè)置〃窗口，如下列圖所示。用戶

選中所需模板，點(diǎn)擊”確定〃后，即可在圖像顯示區(qū)內(nèi)得到所需圖像。

又

圖像平滑模板

「平均模板（3X3）

6高斯模板《艾g

「自定義模板（＜5X5）

模

板系數(shù)

板

模

高度

板

寬度

模

確定取消|

圖10：圖像平滑模版設(shè)計(jì)窗體

§3.9圖像合成

啟動(dòng)圖像合成，只需點(diǎn)擊菜單欄中的“圖像合成〃圖像合成，便彈出圖像合成對(duì)話框如

圖12所示，在翻開原圖的根底上點(diǎn)擊“參加源圖〃，在彈出的對(duì)話框中選中所需圖像，翻

開，如圖11所示。點(diǎn)擊“合成〃，就可以在圖像合成對(duì)話框中看到“原圖”與"源性”合

成后的結(jié)果。如果用戶需要，還可以選擇適宜的“原圖”與”源圖〃的透明度，然后進(jìn)行合

成。

圖11：點(diǎn)擊“參加源圖”后彈出的對(duì)話框

圖12：圖像合成窗體圖

§3.10圖像形態(tài)學(xué)處理

圖像形態(tài)學(xué)處理包括圖像的二值形態(tài)學(xué)變換及灰度形態(tài)學(xué)變換等功能。在二值形態(tài)學(xué)處

理中又包括膨脹、腐蝕、開運(yùn)算、閉運(yùn)算、細(xì)化功能；灰度形態(tài)學(xué)處理中又包括圖像腐蝕、

圖像膨脹、開運(yùn)算、閉運(yùn)算、形態(tài)學(xué)梯度、形態(tài)學(xué)平滑，形態(tài)學(xué)邊緣提取等功能。對(duì)于以上

各項(xiàng)功能，只需直接點(diǎn)擊便可實(shí)現(xiàn)。

在二值形態(tài)學(xué)變換的各項(xiàng)處理中，如果選取的圖像不符合系統(tǒng)要求，就會(huì)彈出如圖13

所示的體統(tǒng)提示。

圖13：系統(tǒng)提示

§3.11圖像分析

圖像分析中包括定向檢測(cè)、輪廓提取、輪廓跟蹤、種子填充、闕值分割、投影檢測(cè)、差

影檢測(cè)、模版匹配等功能。圖像邊緣提取顯示了用各種常用算子提取的圖像邊緣圖，邊緣檢

測(cè)技術(shù)（包括根本邊緣算子的檢測(cè)方法和HOUGH變換檢測(cè)方法）以及模板匹配三個(gè)功能塊。

在圖像的定向檢測(cè)中又分為兩類：邊緣檢測(cè)和平行直線檢測(cè)，邊緣檢測(cè)又包括Roberi

算子、Sobel算子、Prewitt算子、Kirsch算子、Gauss-Laplace算子等五種方法。種子填充中包

括簡單的種子填充和掃描線種子填充兩大類。投影檢測(cè)中包括水平方向和垂直方向的檢測(cè)。

以上各局部功能可以通過點(diǎn)擊直接實(shí)現(xiàn)。

§3.12圖像分類

圖像分類包括圖像監(jiān)督分類、圖像非監(jiān)督分類、具

圖像分類圖像復(fù)原圖像壓縮爸

有混合像元的圖像分類和綜合遙感圖像分類四類。監(jiān)督

監(jiān)督分類

分類中包括最小距離法、歐兒里德線性判別、馬氏距離?

非監(jiān)督分類?

線性判別、線性判別和分類大類。非監(jiān)

FisherBayes5具有混合像元的圖像分類.

督分類包括K-均值算法和ISODATA算法。綜合遙感圖綜合遙感圖像分類?

像分類包括引進(jìn)高程信息的分類和引進(jìn)線理信息分類兩

類。

以上各局部功能可以通過點(diǎn)擊直接實(shí)現(xiàn)。

§3.13圖像復(fù)原

圖像復(fù)原是指在保真度原則下，盡量恢復(fù)退化圖像的本來面貌。簡單逆濾波、Wiener

濾波最小平方濾波器，可對(duì)同一幅圖像分別采用以上方法，也可用同一種方法處理不同的退

化圖像，比擬恢復(fù)結(jié)果，從而了解各方法的針對(duì)性及局限性。不僅各恢復(fù)方法的參數(shù)可變，

并可改變退化條件以得到各種程度的退化圖像。

圖像復(fù)原包括圖像模糊、圖像復(fù)原、圖像噪聲三局部。其中圖像模糊包括卷積模糊