遙感數(shù)字圖像增強一、彩色變換把數(shù)字圖像組合轉(zhuǎn)換成彩色圖形，或者把各種增強或分類圖像組合疊加，以彩色圖像顯示出來。（彩色的視覺分辨能力比黑白高）方法：假彩色密度分割；彩色合成概念：單波段黑白遙感圖像可按亮度分層，對每層賦予不同的色彩，使之成為一幅彩色圖像。這種方法又叫密度分割。分層方案的確定：分層方案與地物光譜差異對應(yīng)合適，可以較好地區(qū)分地物類別。處理過程效果分析1、單波段彩色變換（假彩色密度分割）處理過程輸入圖像顯示直方圖確定分割的等級數(shù)，并計算分割的間距像元亮度值轉(zhuǎn)換為像元新值賦色HOME以不同的色彩表示圖像的色調(diào)變化，增強了圖像的顯示能力同一地物或現(xiàn)象可能被分割成兩種不同密度并以不同的顏色顯示出來，或同一色彩卻表示兩種以上不同的地物，造成判讀錯誤。HOME效果分析2、多波段色彩變換概念：利用計算機將同一地區(qū)不同波段的圖像存放在不同通道的存儲器中，并依照彩色合成原理，分別對各通道的圖像進行單基色變換，在彩色屏幕上進行疊置，從而構(gòu)成彩色合成圖像。合成方案：彩色合成圖像分為真彩色圖像和假彩色圖像。方法演示ColourCompositesColourCompositesAcolourcompositeisacolourimageproducedthroughopticalcombinationofmultibandimagesbyprojectionthroughfilters.TrueColourComposite:Acolourimagingprocesswherebythecolouroftheimageisthesameasthecolouroftheobjectimaged.FalseColourComposite:Acolourimagingprocesswhichproducesanimageofacolourthatdoesnotcorrespondtothetruecolourofthescene(asseenbyoureyes).TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7LandsatTM5sub-sceneshowingtheregionaroundtheAlpinforschungszentrumRudolfshütteTM7,4,1TM5,7,2TM5,4,3TM4,3,2ERDAS彩色合成演示3、HLS變換RGB模式與HLS模式將RGB模式轉(zhuǎn)換成HLS模式，對于定量地表示色彩特性，以及在應(yīng)用程序中實現(xiàn)兩種表達方式的轉(zhuǎn)換具有重要意義。二、對比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量概念：是一種通過改變圖像像元的亮度值來改變圖像像元對比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。將圖像中過于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開擴展，擴大圖像反差的對比度，增強圖像表現(xiàn)的層次性。又叫輻射增強。方法：對比度線性變換和非線性變換。二、對比度變換線性變換：在改善圖像對比度時，如果采用線性或分段線性的函數(shù)關(guān)系，那么這種變換就是線性變換。調(diào)整線性參數(shù)，改變變換效果分段式線性變換非線性變換：變換函數(shù)為非線性函數(shù)時，即為非線性變換。Alinearstretchinvolvesidentifyinglowerandupperboundsfromthehistogram(usuallytheminimumandmaximumbrightnessvaluesintheimage)andapplyingatransformationtostretchthisrangetofillthefullrange.

Thisgraphicillustratestheincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)alinearcontraststretch.Iftheinputrangeisnotuniformlydistributed.Inthiscase,ahistogram-equalisedstretchmaybebetter.Thisstretchassignsmoredisplayvalues(range)tothefrequentlyoccurringportionsofthehistogram.Inthisway,thedetailintheseareaswillbebetterenhancedrelativetothoseareasoftheoriginalhistogramwherevaluesoccurlessfrequentlyThisgraphicillustratestheratherunevenincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)ahistogramequalisedstretch.三、空間濾波以重點突出圖像上某些特征為目的。濾波增強的原理:任何一個復(fù)雜的波形曲線都可以分解成具有不同頻率（波長）的較為簡單的波形曲線。概念:根據(jù)需要，舍棄不需要的頻率曲線，選擇適宜和需要的頻率波形曲線，重新構(gòu)成新的圖像，使一些地物或現(xiàn)象得到突出顯示。三、空間濾波空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過像元與周圍相鄰像元的關(guān)系，采取空間域中的鄰域處理方法進行圖像增強方法。圖像卷積運算：在圖像的左上角開一個與模板同樣大小的活動窗口，圖像窗口與模板像元的亮度值相乘再相加，得到新像元的灰度值。SpatialFilteringSpatialfilteringencompassesanothersetofdigitalprocessingfunctionswhichareusedtoenhancetheappearanceofanimage.Spatialfiltersaredesignedtohighlightorsuppress（抑制）specificfeaturesinanimagebasedontheirspatialfrequency.Spatialfrequencyisrelatedtotheconceptofimagetexture,andreferstothefrequencyofthevariationsintonethatappearinanimageAcommonfilteringinvolvesmovinga‘window’（活動窗口）ofafewpixelsindimension(e.g.3x3,5x5,etc.)overeachpixelintheimage,applyingamathematicalcalculationusingthepixelvaluesunderthatwindow,andreplacingthecentralpixelwiththenewvalue.ImageofCHURNFarmDaedalus1268ATMChannel3Alow-passfilter（低通濾波）

isdesignedtoemphasiselarger,homogeneousareasofsimilartoneandreducethesmallerdetailinanimage.Thus,low-passfiltersgenerallyservetosmooth（平滑）

theappearanceofanimage.

A

high-passfilter

（高通濾波）doestheopposite,andservestosharpentheappearanceoffinedetailinanimage.

Directionaloredgedetectingfiltershighlightlinearfeatures,suchasroadsorfieldboundaries.Verticaledges（垂直邊緣）HorizontaledgesDirectionalEdgefilterscanalsobedesignedtoenhancefeatureswhichareorientedinspecificdirectionsandareusefulinapplicationssuchasgeology,forthedetectionoflineargeologicstructures.

1、平滑--圖像中出現(xiàn)某些亮度值過大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點時，采用平滑方法可以減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的亮點。比值平滑：將每個像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)，取平均值來代替該像元值，以達到去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。中值濾波：將每個像元在以其為中心的鄰域內(nèi)，取中間亮度值來代替該像元值，以達到去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。2、銳化—突出圖像的邊緣、線性目標或某些亮度變化率大的部分。羅伯特梯度：找到了梯度較大的位置，也就找到了邊緣，用不同的梯度值代替邊緣處像元的值，也就突出了邊緣。索伯爾梯度拉普拉斯算法定向檢測Low-andHigh-PassFilteringWhenwelookatspatialstructure,wecanusuallyseeacharacteristiclengthscale(e.g.sizeoffields,widthandlengthofroads,etc)ImagesusuallyhavefeaturesonlotsofdifferentlengthscalesSometimes,insteadoftalkingabout“l(fā)engthscale”,wetalkinsteadabout“spatialfrequency”.Highfrequenciescorrespondtoshortdistancescales;lowfrequenciescorrespondtolongdistancescalesWecandescribetheactionofsomefiltersinthisway.EdgeEnhancementedgeenhancementmathematicallymanipulatesanimagetoprovideanewimageinwhichedgesaremadetostandout.

Smoothingsmoothingaveragesthevaluesofthepixelanditsneighbors.Ifthereis‘noise’intheimage(randompixelwithrandomvalues)thesmoothingprocesswillremovethese.

四、圖像運算概念：兩幅或多幅單波段影像，完成空間配準后，通過一系列運算，可以實現(xiàn)圖像增強，達到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。原理：地物不同波段的光譜差異。比值運算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對應(yīng)像元的亮度值相除（除數(shù)不為0）就是比值運算。該運算常用于突出遙感影像中的植被特征、提取植被類型或估算植被生物量，這種算法的結(jié)果稱為植被指數(shù)。常用算法：近紅外波段/紅波段;或（近紅外-紅）/（近紅外+紅）.對于區(qū)分和增強光譜亮度值雖不明顯，而不同波段的比值差異較大的地物有明顯效果。典型例子比值處理的方式：根據(jù)實際情況，采取加、減、乘、除四則運算。差值運算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對應(yīng)像元的亮度值相減就是差值運算。五、多光譜變換多光譜變換:針對多光譜影象存在的一定程度上的相關(guān)性以及數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，通過函數(shù)變換，達到保留主要信息，降低數(shù)據(jù)量,增強或提取有用信息目的的方法。其變換的本質(zhì):對遙感圖像實行線性變換，使光譜空間的坐標按一定規(guī)律進行旋轉(zhuǎn)。1、K-L變換離散變換的簡稱，又稱主成分變換。它