《遥感图像及其增强》ppt课件

1、遥感图像及其加强遥感图像及其加强张超张超信息与电气工程学院信息与电气工程学院中国农业大学中国农业大学12 七月七月 2021主要内容 遥感图像特点遥感图像特点 遥感图像格式遥感图像格式 遥感图像加强遥感图像加强 点加强点加强 领域加强空间域领域加强空间域 低通滤波低通滤波 高通滤波高通滤波遥感图像与普通图像区别？遥感图像与其它图像区别遥感图像与其它图像区别1、对象不同、对象不同2、拍摄方式不同遥感影像有详细的图像获、拍摄方式不同遥感影像有详细的图像获取参数取参数3、采用波段及其范围不同、采用波段及其范围不同4、遥感图像有、遥感图像有3+1种分辨率种分辨率5、遥感图像经过几何校正后，具有地理坐标

2、、遥感图像经过几何校正后，具有地理坐标系系6、遥感影像普通采用非紧缩或无损紧缩方式、遥感影像普通采用非紧缩或无损紧缩方式存储，特别是定量遥感的图像存储，特别是定量遥感的图像图像的特征图像的特征包括图像的自然特征和人工特征包括图像的自然特征和人工特征自然特征包括：自然特征包括：光谱特征：不同类型的地物在各个波段的光谱特征：不同类型的地物在各个波段的数字成像，就构成了数字图像的光谱特数字成像，就构成了数字图像的光谱特征。征。几何特征：包括图像的几何分辨率、图像几何特征：包括图像的几何分辨率、图像的纹理构造及图像的几何外形的纹理构造及图像的几何外形时相特征：在不同时间获得的同一地域各时相特征：在不同

3、时间获得的同一地域各图像之间存在的差别。图像之间存在的差别。图像的人工特征图像的人工特征即以自然特征为根底，人为定义的某些特性或参数即以自然特征为根底，人为定义的某些特性或参数1 1 统计特征图像某一波段的最大值、最小值、均值、统计特征图像某一波段的最大值、最小值、均值、规范差等规范差等2 2 直方图特征某一波段的直方图分布，见下张幻灯直方图特征某一波段的直方图分布，见下张幻灯片片3 3 灰度边缘特征反映了图像中目的对象所占的面积灰度边缘特征反映了图像中目的对象所占的面积大小和外形大小和外形4 4 线和角点特征道路和河流等线状地物，角点代表线和角点特征道路和河流等线状地物，角点代表的部分构造关

4、系不因视角而改动，图像几何校正的部分构造关系不因视角而改动，图像几何校正/ /配准中有用配准中有用5 纹理描画特征，图像部分不规那么而在纹理描画特征，图像部分不规那么而在宏观上有规律的特性称为纹理特性宏观上有规律的特性称为纹理特性以统计等方法计算的各种纹理测度以统计等方法计算的各种纹理测度图像统计直方图图像统计直方图图像直方图的定义图像直方图的定义1 1一个灰度级别在范围一个灰度级别在范围00，L-1L-1的的数字图像的直方图是一个离散函数数字图像的直方图是一个离散函数p(rk)= nk/np(rk)= nk/nn n是数字图像的像素总数是数字图像的像素总数nknk是数字图像中第是数字图像中第

5、k k个灰度级的像素总数个灰度级的像素总数rkrk是第是第k k个灰度级，个灰度级，k = 0,1,2,L-1k = 0,1,2,L-1图像及其直方图例如图像及其直方图例如直方图定义直方图定义2一个灰度级别在范围一个灰度级别在范围00，L-1L-1的的数字图像的直方图是一个离散函数数字图像的直方图是一个离散函数p(rk)= nkp(rk)= nk由于由于rkrk的增量是的增量是1 1，直方数可表示为：，直方数可表示为：p(k)= nkp(k)= nk即，图像中不同灰度级像素出现的次数即，图像中不同灰度级像素出现的次数 两种图像直方图定义的比较两种图像直方图定义的比较 p(rk)= nk/n p

6、(rk)= nk/n 第一种定义第一种定义 p(rk)= nk p(rk)= nk 第二种定义第二种定义 第一种定义优点第一种定义优点 使函数值正那么化到使函数值正那么化到0,10,1区间，区间，成为实数函数成为实数函数 函数值的范围与数素的总数无关函数值的范围与数素的总数无关 给出灰度级给出灰度级rkrk在图像中出现的概率在图像中出现的概率密度的统计密度的统计不同图像直方图对比不同图像直方图对比直方图用途：评价图像质量直方图用途：评价图像质量 图像直方图谷做为灰度阈值可以得到合图像直方图谷做为灰度阈值可以得到合理的物体的边境理的物体的边境直方图用途：图像分割直方图用途：图像分割图像边境阈值选

7、择图像边境阈值选择遥感数字图像的存储格式遥感数字图像的存储格式根本图像格式根本图像格式:BMPTIFFJPEG遥感图像存储方式遥感图像存储方式:BSQBIPBIL数字图像存储数字图像存储 图像描画信息图像描画信息 普通以构造或类来描画普通以构造或类来描画 主要包括：宽、高等主要包括：宽、高等 图像数据图像数据 数组数组 顺序存放的延续数据顺序存放的延续数据 BMPBMPheadData图像的表示图像的表示:计算机表示计算机表示headData 头和数据分别在两个文件中头和数据分别在两个文件中ENVI图像格式typedef struct tagBITMAPFILEHEADER / bmfh WO

8、RD bfType; /图像类型图像类型BMP DWORD bfSize;/图像大小。图像大小。 WORD bfReserved1; WORD bfReserved2; DWORD bfOffBits;/数据偏移量。数据偏移量。 BITMAPFILEHEADER; BMP图像的描画信息图像的描画信息BMP图像文件包括：文件头；信息头；图像数据图像文件包括：文件头；信息头；图像数据三部分三部分文件头文件头图像的表示图像的表示:计算机表示计算机表示 BMP图像的描画信息图像的描画信息-信息头信息头typedef struct tagBITMAPINFOHEADER / bmih DWORD biS

9、ize; /数据构造的尺寸数据构造的尺寸 LONG biWidth; /位图以象素为单位的宽。位图以象素为单位的宽。 LONG biHeight; /位图以扫描行为单位的高位图以扫描行为单位的高 WORD biPlanes; /目的设备的平面数，必需为目的设备的平面数，必需为1 WORD biBitCount /每一个色平面象素的位数每一个色平面象素的位数1、4 DWORD biCompression; /紧缩类型。紧缩类型。BI_RGB,BI_REL4 DWORD biSizeImage; /图像以字节为单位的尺寸图像以字节为单位的尺寸 LONG biXPelsPerMeter; /x方向的

10、分辨率方向的分辨率dpm LONG biYPelsPerMeter; /y方向的分辨率方向的分辨率dpm DWORD biClrUsed; /实践运用颜色数实践运用颜色数 DWORD biClrImportant; /重要颜色数重要颜色数 BITMAPINFOHEADERBMP文件中的图像数据文件中的图像数据 图像阵列记录了图像的每一个像素图像阵列记录了图像的每一个像素值，在生成图像文件时，值，在生成图像文件时，WindowsWindows从从位图的左下角开场，从左到右从下位图的左下角开场，从左到右从下到上，将图像的像素值一一记录下到上，将图像的像素值一一记录下来。来。 图像阵列有紧缩和非紧缩

11、两种存储图像阵列有紧缩和非紧缩两种存储格式。格式。根本图像格式根本图像格式-TIFFTIFF是Tag Image File Format的缩写，是由Aldus公司和Microsoft公司共同开发设计的图像文件格式。TIFF图像文件主要由三部分组成：文件头、标识信息区和图像数据区由于运用了标识的功能，TIFF图像文件才可以实现多幅图像多波段的存储TIFF文件的特点文件的特点 擅长运用指针的功能，可以存储多幅图像擅长运用指针的功能，可以存储多幅图像 文件内数据区没有固定的陈列顺序，只规定文文件内数据区没有固定的陈列顺序，只规定文件头必需在文件前端，对于标识信息区和图像件头必需在文件前端，对于标识信

12、息区和图像数据区在文件中可以随意存放数据区在文件中可以随意存放 可以制定私人用的标识信息可以制定私人用的标识信息 除了除了RGBRGB方式外，方式外，TIFFTIFF图像文件还可以接受图像文件还可以接受CMYKCMYK等多种不同的图像方式等多种不同的图像方式 可以存储多份调色板数据，调色板的数据类型可以存储多份调色板数据，调色板的数据类型和陈列顺序较为特殊和陈列顺序较为特殊 能提供多种不同的紧缩数据的方法，便于运用能提供多种不同的紧缩数据的方法，便于运用者选择者选择 图像数据可以分割成几个部分分别存档图像数据可以分割成几个部分分别存档JEPG JPEGJoint Photographic Ex

13、perts GROUP是由是由国际规范组织国际规范组织ISO：International Standardization Organization和国际电报咨询和国际电报咨询委员会委员会CCITT Consultation Committee of the International Telephone and Telegraph为静态为静态图像所建立的第一个国际图像紧缩规范图像所建立的第一个国际图像紧缩规范 MPEG延续帧延续帧JPEG紧缩流程紧缩流程符号符号解码器解码器DCT逆向变换逆向变换DCT正向变换正向变换量化器量化器符号符号编码器编码器构造构造8x8的子图的子图合成合成8x8的子图

14、的子图输入图像输入图像NxN紧缩图像紧缩图像紧缩的图像紧缩的图像解压图像解压图像颜色空间颜色空间转换转换零偏置零偏置转换转换颜色空间颜色空间转换转换零偏置零偏置转换转换遥感图像存储格式遥感图像存储格式1、BSQBand Sequential格式格式按图像的波段顺序存储，每个波段以像元的行列号按图像的波段顺序存储，每个波段以像元的行列号陈列陈列2、BILBand Interleaved by line格式格式按波段顺序相间的陈列各行像元数据。按波段顺序相间的陈列各行像元数据。3、BIPBand Interleaved by Pixel格式格式按波段顺序相间的陈列各列像元数据按波段顺序相间的陈列各

15、列像元数据B1B2B3B1B2B3B1 B2 B3BSQBILBIP遥感图像的加强处置遥感图像的加强处置遥感图像加强处置的目的遥感图像加强处置的目的 改善图像的质量，提高图像目视效果，改善图像的质量，提高图像目视效果，突出所需求的信息，为进一步遥感目突出所需求的信息，为进一步遥感目视判读做预处置任务视判读做预处置任务 例如：图像对比度不够，图像有噪声、例如：图像对比度不够，图像有噪声、图像边境模糊等图像边境模糊等 详细讲：改善图像的灰度等级，提高详细讲：改善图像的灰度等级，提高图像的对比度，平滑滤波消除噪声，图像的对比度，平滑滤波消除噪声，突出地物对象边缘等突出地物对象边缘等遥感图像加强分类遥

16、感图像加强分类 空间加强空间加强 点运算点运算 线性变换；非线性变换；直方图线性变换；非线性变换；直方图调整调整 邻域运算：图像平滑钝化；图像邻域运算：图像平滑钝化；图像锐化锐化 频率域加强频率域加强 图像平滑图像平滑 图像锐化图像锐化 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 点运算点运算灰度级变换加强灰度级变换加强 灰度级变换特点灰度级变换特点 获取变换函数的方法获取变换函数的方法 固定函数、交互样点插值固定函数、交互样点插值 灰度级变换的运用灰度级变换的运用 亮度调整、对比度拉伸、密度分割亮度调整、对比度拉伸、密度分割 灰度级变换的分析灰度级变换的分析点运算点运算point operati

17、on特点特点 对于一幅输入图像，经过点运算后，产生对于一幅输入图像，经过点运算后，产生的输出图像的灰度值仅由相应输入像素点的输出图像的灰度值仅由相应输入像素点的灰度值决议，与周围像素不发生直接联的灰度值决议，与周围像素不发生直接联络络 点运算又称为对比度加强、对比度拉伸或点运算又称为对比度加强、对比度拉伸或灰度变换灰度变换 包括：线性变换，非线性变换包括直方包括：线性变换，非线性变换包括直方图调整图调整线性变换线性变换 线性变换；分段线性变换线性变换；分段线性变换 y=ax+b y=ax+b255021623255023150输入输出输入输出50150255非线性变换非线性变换 指数变换指数变

18、换 y=beax+c y=beax+c 对数变换对数变换 y=blog(ax+1)+c y=blog(ax+1)+c 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 获取变换函数的方法获取变换函数的方法1 1 固定函数：指数函数、正弦函数、分段固定函数：指数函数、正弦函数、分段线性方程、对数函数，如显示傅立叶的线性方程、对数函数，如显示傅立叶的s=c log(1+|r|)s=c log(1+|r|)2550255142021623 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 获取变换函数的方法获取变换函数的方法2 2 交互样点插值交互样点插值 用过点的三次样条插值曲线，获得变换用过点的三次样条插值曲线，获

19、得变换函数函数Photoshop软件调整图软件调整图像像 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的运用灰度级变换的运用1 1 亮度调整亮度调整加亮、减暗图像加亮、减暗图像25512825521825512825532加亮减暗 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的运用灰度级变换的运用2 2 对比度拉伸对比度拉伸提高、降低对比度提高、降低对比度2554825502551282551422180降低部分提高 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的运用灰度级变换的运用2 2 提高对比度提高对比度 通常经过直方图得到两个拐点的位置通常经过直方图得到两个拐点的位置

20、 降低对比度降低对比度 降低对比度普通用于输出设备的灰度级降低对比度普通用于输出设备的灰度级小于输入图像的灰度级的情况，如在小于输入图像的灰度级的情况，如在8 8位位的计算机屏幕上显示的计算机屏幕上显示1111位的卫星影像时。位的卫星影像时。 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的运用灰度级变换的运用2 2 部分提高、部分降低对比度部分提高、部分降低对比度 大于大于4545度提高；小于度提高；小于4545度降低度降低255482550255128255142196021623线性非线性 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的运用灰度级变换的运用3 3 灰度级切片密度

21、分割，彩色编码伪灰度级切片密度分割，彩色编码伪彩色彩色255482550134176密度分割密度分割 density slice 所谓密度分割将图像的象元按灰度进展归所谓密度分割将图像的象元按灰度进展归类，归类函数可用以下函数曲线表示：类，归类函数可用以下函数曲线表示：i2551a4a3a2a5a1b4b3b2b5b0密度分割后伪彩色处置密度分割后伪彩色处置 分割后各类图斑用不同颜色表示出来，以分割后各类图斑用不同颜色表示出来，以示区别。这种处置又称作伪彩色颜色查示区别。这种处置又称作伪彩色颜色查找表处置。密度分割的关键是确定像元找表处置。密度分割的关键是确定像元灰度分割的阈值。灰度分割的阈值

22、。直方图调整直方图调整 直方图平衡化直方图平衡化 直方图规定化直方图匹配直方图规定化直方图匹配直方图平衡化直方图平衡化一种调理图像对比度质量的算法一种调理图像对比度质量的算法运用的方法是灰度级变换：运用的方法是灰度级变换：s = T(r) s = T(r) 将原图像的直方图经过变换函数变换为均匀将原图像的直方图经过变换函数变换为均匀的直方图；的直方图；然后按均匀直方图修正原图像；然后按均匀直方图修正原图像；最终获得一幅灰度均匀分布的新图像。最终获得一幅灰度均匀分布的新图像。直方图平衡化表示直方图平衡化表示直方图平衡化步骤直方图平衡化步骤1、统计原图像每一灰度级的像元数和累积像元数、统计原图像每

23、一灰度级的像元数和累积像元数2、根据如下变换函数式计算每一灰度级、根据如下变换函数式计算每一灰度级xa平衡化平衡化后对应的新值，并四舍五入取整，得到新的灰度后对应的新值，并四舍五入取整，得到新的灰度级级xb L-1为变换后灰度级为变换后灰度级 N为像素总个数为像素总个数3、以新值替代原灰度值，构成平衡化后的新图像、以新值替代原灰度值，构成平衡化后的新图像4、根据原图像像元统计值对应找到新图像像元统、根据原图像像元统计值对应找到新图像像元统计值，做出新直方图计值，做出新直方图)(10kakjakbxhNLx直方图规定化直方图规定化(匹配匹配) 直方图规定化是指使一幅图像的直方图变成规直方图规定化

24、是指使一幅图像的直方图变成规定外形的直方图，而对图像进展变换的加强方定外形的直方图，而对图像进展变换的加强方法法 规定的直方图可以是一幅图像的直方图，经过规定的直方图可以是一幅图像的直方图，经过变换，使两辐图像的亮度变化规律尽能够的接变换，使两辐图像的亮度变化规律尽能够的接近近 规定的直方图也可以是指定函数方式的直方图，规定的直方图也可以是指定函数方式的直方图，从而使变换后图像的亮度变化尽能够的服从这从而使变换后图像的亮度变化尽能够的服从这种函数分布种函数分布 在遥感图像镶嵌以及交融中经常用到，又称为在遥感图像镶嵌以及交融中经常用到，又称为直方图匹配直方图匹配直方图规定化直方图规定化直方图平衡

25、化是直方图规定化的桥梁直方图平衡化是直方图规定化的桥梁 图像加强图像加强:点运算加强点运算加强 灰度级变换的分析灰度级变换的分析 灰度级变换对层次的影响灰度级变换对层次的影响 由于变换是在有限个灰度级上进展的，由于变换是在有限个灰度级上进展的，因此有时候会呵斥层次的丧失因此有时候会呵斥层次的丧失 改动图像原有的真实的光谱呼应关系，改动图像原有的真实的光谱呼应关系，使图像不能反映不同地类地物反射特性使图像不能反映不同地类地物反射特性 改动图像视觉效果，对于遥感图像计算改动图像视觉效果，对于遥感图像计算机自动分类或者遥感定量分析普通不做机自动分类或者遥感定量分析普通不做空域邻域加强空域邻域加强空域

26、邻域卷积运算空域邻域卷积运算图像平滑去噪图像平滑去噪图像锐化图像锐化卷卷 积积 频域加强与空域模板加强的关系频域加强与空域模板加强的关系 卷积的离散表达式，根本上可以了解为模板卷积的离散表达式，根本上可以了解为模板运算的数学表达方式运算的数学表达方式 M-1 N-1 M-1 N-1 g(x,y) = fg(x,y) = f* *h = h = f(m,n)h(x m, y f(m,n)h(x m, y n) n) m=0 n=0 m=0 n=0 因此，卷积的冲击呼应因此，卷积的冲击呼应h(x,y)h(x,y)，被称为空域，被称为空域卷积模板，在模板相对原点是对称时成立卷积模板，在模板相对原点是

27、对称时成立 图像加强图像加强:空域过滤器空域过滤器 空域过滤器空域过滤器 空域过滤器的根本概念空域过滤器的根本概念 钝化平滑过滤器钝化平滑过滤器 锐化过滤器锐化过滤器123456789 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 空域过滤处置的根本概念空域过滤处置的根本概念 空域过滤及过滤器的定义空域过滤及过滤器的定义 运用空域模板进展的图像处置，运用空域模板进展的图像处置，被称为空域过滤。模板本身被称为空域被称为空域过滤。模板本身被称为空域过滤器过滤器 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 空域过滤分类空域过滤分类 处置效果分类处置效果分类空域过滤器空域过滤器非线性过滤器非线性过滤器线性过滤器线性过滤

28、器带通带通低通低通高通高通中值中值最小值最小值最大值最大值锐化过滤器锐化过滤器平滑过滤器平滑过滤器 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤线性过滤器的定义线性过滤器的定义线性过滤器是线性系统和频域过滤概念在线性过滤器是线性系统和频域过滤概念在空域的自然延伸。其特征是结果像素值的空域的自然延伸。其特征是结果像素值的计算由以下公式定义：计算由以下公式定义： R = w1z1 + w2z2 + + wnzn R = w1z1 + w2z2 + + wnzn其中：其中：wi i = 1,2, ,n wi i = 1,2, ,n 是模板的系是模板的系数数 zi i = 1,2, ,n zi i = 1,2,

29、 ,n 是被计算是被计算像素及其邻域像素的值像素及其邻域像素的值123456789 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤低通滤波器低通滤波器主要用途：平滑图像、去除噪音主要用途：平滑图像、去除噪音高通滤波器高通滤波器主要用途：边缘加强、边缘提取主要用途：边缘加强、边缘提取带通滤波器带通滤波器主要用途：删除特定频率、加强中很少主要用途：删除特定频率、加强中很少用用 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤非线性过滤器的定义非线性过滤器的定义运用模板进展计算，结果值直接取决于像素运用模板进展计算，结果值直接取决于像素邻域的值，而不运用如下乘积和的计算邻域的值，而不运用如下乘积和的计算: : R = w1z

30、1 + w2z2 + + wnzn R = w1z1 + w2z2 + + wnzn中值滤波中值滤波主要用途：平滑图像、去除噪音主要用途：平滑图像、去除噪音计算公式：计算公式：R = midzk | k = 1,2,9R = midzk | k = 1,2,9 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 最大值滤波，去除胡椒噪声暗最大值滤波，去除胡椒噪声暗 主要用途：寻觅最亮点主要用途：寻觅最亮点 计算公式：计算公式：R = max zk | k = 1,2,9 最小值滤波：去除盐噪声亮最小值滤波：去除盐噪声亮 主要用途：寻觅最暗点主要用途：寻觅最暗点 计算公式：计算公式：R = min zk | k

31、 = 1,2,9123456789普通用中值滤波，最大值，最小值很少用普通用中值滤波，最大值，最小值很少用 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 平滑过滤器平滑过滤器 平滑过滤器的主要用途平滑过滤器的主要用途 低通空域滤波低通空域滤波 中值滤波中值滤波 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 平滑过滤器的主要用途平滑过滤器的主要用途 对图像处置前，删去无用的细小细节对图像处置前，删去无用的细小细节 衔接中断的线段和曲线衔接中断的线段和曲线 降低噪音降低噪音 钝化处置，恢复过分锐化的图像钝化处置，恢复过分锐化的图像 图像创艺阴影、软边、朦胧效果图像创艺阴影、软边、朦胧效果 图像加强图像加强:空域过滤空

32、域过滤 过滤器模板系数的设计过滤器模板系数的设计 根据空域中低通冲激呼应函数的图根据空域中低通冲激呼应函数的图形来设计模板的系数形来设计模板的系数 例如，选择高斯函数作为冲激函数例如，选择高斯函数作为冲激函数0 图像加强图像加强:空域过滤器空域过滤器 设计模板系数的原那么设计模板系数的原那么 1 1大于大于0 0 2 2模板的和为模板的和为1 1，所以下面的模板要除以，所以下面的模板要除以25251111111111111111111111111模板大小普通为奇数33；55；770 空域滤波数字卷积实验以以下图为例，试看卷积实验过程。 10 11 11 1210 10 11 11 12 11

33、11 11 1210 10 200 11 1211 11 11 12 1211 11 12 12 1210 10 13 11 12142浅灰字 卷积模板元素值暗红 数字图像灰度值1612 14 21 2 1 卷积模板低通滤波器111222 10 10 11 1211 10 11 11 1211 12 35 23 1310 34 58 34 1223 35 23 1210 10 13 13 1210 10 13 11 12 滤波结果图 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 模板尺寸对过滤器效果的影响模板尺寸对过滤器效果的影响 模板尺寸越大，图像越模糊，图像细模板尺寸越大，图像越模糊，图像细节丧失越

34、多节丧失越多 低通空域滤波的缺陷和问题低通空域滤波的缺陷和问题 图像处置的目的是去除噪音，但是，图像处置的目的是去除噪音，但是，低通滤波在去除噪音的同时也钝化了低通滤波在去除噪音的同时也钝化了边和锋利的细节边和锋利的细节 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 中值滤波中值滤波 中值滤波的原理中值滤波的原理 用模板区域内像素的中值，作为结果值用模板区域内像素的中值，作为结果值 R = midzk | k = 1,2,9R = midzk | k = 1,2,9 强迫突出的亮点暗点更象它周围的强迫突出的亮点暗点更象它周围的值，以消除孤立的亮点暗点值，以消除孤立的亮点暗点 中值过滤器是非线性的中值过滤

35、器是非线性的 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤中值滤波算法的实现中值滤波算法的实现将模板区域内的像素排序，求出中值。将模板区域内的像素排序，求出中值。例如：例如：3x33x3的模板，第的模板，第5 5个是中值，个是中值， 5x5 5x5的模板，第的模板，第1313个是中值，个是中值， 7x7 7x7的模板，第的模板，第2525个是中值，个是中值， 9x9 9x9的模板，第的模板，第4141个是中值。个是中值。对于同值像素，延续陈列。对于同值像素，延续陈列。如如1010，1515，2020，2020，2020，2020，2020，2525，100100最终值最终值20 20 图像加强图像加强:

36、空域过滤空域过滤 高效的排序算法很重要，如：高效的排序算法很重要，如： 冒泡法排冒泡法排序序 中值滤波算法的特点中值滤波算法的特点 在去除噪音的同时，可以比较好地保管在去除噪音的同时，可以比较好地保管边的锐度和图像的细节边的锐度和图像的细节 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 锐化过滤器锐化过滤器 锐化过滤器的主要用途锐化过滤器的主要用途 高通滤波高通滤波 微分过滤器微分过滤器 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 锐化过滤器的主要用途锐化过滤器的主要用途 图像识别中，分割前的边缘提取图像识别中，分割前的边缘提取 锐化处置模糊的图像锐化处置模糊的图像 图像出图创艺突出边境轮廓的图像图像出图创艺突

37、出边境轮廓的图像 图像的目的识别、提取图像的目的识别、提取 基于特征的遥感图像交融中，交融前特基于特征的遥感图像交融中，交融前特征加强征加强 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 根本高通滤波根本高通滤波 过滤器模板系数的设计过滤器模板系数的设计 过滤器效果的分析过滤器效果的分析 高通空域滤波的缺陷和问题高通空域滤波的缺陷和问题 算法实现和提高效率算法实现和提高效率 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 过滤器模板系数的设计过滤器模板系数的设计 根据空域中高通冲激呼应函数的外根据空域中高通冲激呼应函数的外形来设计模板的系数形来设计模板的系数0Laplace 图像加强图像加强:空域过滤器空域过滤器设

38、计模板系数的原那么设计模板系数的原那么1 1中心系数为正值，外围为负值中心系数为正值，外围为负值2 2系数之和为系数之和为0 01-118-11-111-11-111-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-18-1-1-1-1-1-1-1-1400-100-1 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 高经过滤器效果的分析高经过滤器效果的分析 常数或变化平缓的区域，结果为常数或变化平缓的区域，结果为0 0或很或很小，图像整体很暗，亮度被降低了小，图像整体很暗，亮度被降低了 在暗的背景上边缘被加强了在暗的背景上边缘被加强了 图像的整体对比度降低了图像的整体对比度降低了 计算时会出现负值，要进

39、展相应处置计算时会出现负值，要进展相应处置 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 高通空域滤波的缺陷和问题高通空域滤波的缺陷和问题 高通滤波在加强了边的同时，丧失了高通滤波在加强了边的同时，丧失了图像的层次和亮度图像变暗图像的层次和亮度图像变暗 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 微分过滤器微分过滤器 微分过滤器的原理微分过滤器的原理 过滤器扩展因子及模板系数的过滤器扩展因子及模板系数的设计设计 微分过滤器效果的分析微分过滤器效果的分析 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 微分过滤器的原理微分过滤器的原理 均值产生钝化的效果，而均值与积分类均值产生钝化的效果，而均值与积分类似，由此而联想到，微分

40、同样能产生相似，由此而联想到，微分同样能产生相反的效果，即锐化的效果反的效果，即锐化的效果 在图像处置中运用微分最常用的方法是在图像处置中运用微分最常用的方法是计算梯度。函数计算梯度。函数f(x,y)f(x,y)在在(x,y)(x,y)处的梯处的梯度为一个向量：度为一个向量： f = f = f / f / x , x , f / f / y y 图像加强图像加强:空域过滤空域过滤 微分过滤器的原理微分过滤器的原理 计算这个向量的大小为：计算这个向量的大小为： f = mag(f = mag(f ) = f ) = (f/f/x)2 +(x)2 +(f/f/y)21/2 y)21/2 思索一个思索一个3x33x3的图像区域，的图像区域，z z代表灰代表灰度级，上式在点度级，上式在点z5z5的值可用数字方式近的值可用数字方式近似。最简单的是用