遥感图像增强

遥感图像增强第1页/共45页、遥感图像光学（RGB）原理三色光合成加、减法蓝红绿白黄品红青1、加法R1/3+B1/3+G1/3=1（白）第2页/共45页青黄品红黑红绿蓝2、减法1（白）-（R1/3+B1/3+G1/3）=0（黑）第3页/共45页3、彩色合成原始图像色系：红红无无黄无品红无白红绿蓝黄青品红黑蓝无无蓝无青品红无绿无绿无黄青无无红红无无黄无品红无蓝无无蓝无青品红无绿无绿无黄青无无白红绿蓝黄青品红黑红滤片：绿滤片：蓝滤片：合成：恢复原来色彩：第4页/共45页第5页/共45页第6页/共45页一、遥感图像数字增强意义目的：突出遥感图像某些信息削弱或除去不需要的信息实质：是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差效果：损失一些信息

第7页/共45页二、图像增强处理技术可以分类

（一）空间域（基于图像域的方法）

直接对图像进行各种运算以得到需要的增强结果，在像素组成的空间里直接对像素进行操作（二）、频率域处理（基于变换域的方法）指先将空间域图像变换成频率域图像，然后在频率域中对图像的频谱进行处理，以达到增强图像的目的

期望频率Hamming带通频率Bartlett带通频率频率采样频率相应滤波器第8页/共45页（一）空间域处理

g(x,y)=EH[f(x,y)]g(x,y)处理后图像，f(x,y)为点,某面域（邻域）1、基于像素处理逼近点2、基于模板处理对小的子图像（模板）第9页/共45页空域变换增强：

g(x,y)=EH[f(x,y)]g(x,y)值由(x,y)点的f(x,y)值决定，

EH为灰度变换，则

t=EH(s)

具体方法：第10页/共45页1、直接对每个像素进行灰度调整操作

a.增强对比度数字图像直方图第11页/共45页EH如图第12页/共45页第13页/共45页第14页/共45页第15页/共45页增强对比度代码：X1=imread('2zong.jpg');figure,imshow(X1)f0=0;g0=0;f1=70;g1=30;f2=180;g2=230;f3=255;g3=255;%绘制变换曲线figure,plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3])axistight,xlabel('f'),ylabel('g')title('intensitytransformation')r1=(g1-g0)/(f1-f0);b1=g0-r1*f0;r2=(g2-g1)/(f2-f1);b2=g1-r2*f1;r3=(g3-g2)/(f3-f2);b3=g2-r3*f2;[m,n]=size(X1);X2=double(X1);%变换矩阵中的每个元素fori=1:mforj=1:nf=X2(i,j);g(i,j)=0;if(f>=0)&(f<=f1)g(i,j)=r1*f+b1;elseif(f>=f1)&(f<=f2)g(i,j)=r2*f+b2;elseif(f>=f2)&(f<=f3)g(i,j)=r3*f+b3;endendendfigure,plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3])axistight,xlabel('f'),ylabel('g')figure,imshow(mat2gray(g))第16页/共45页b图像求反EH如图第17页/共45页X1=imread('2zong.jpg');figure,imshow(X1)f1=200;%f1和g1分别为f，g的最大值g1=256;figure,plot([0,f1],[g1,0])axistight,xlabel('f'),ylabel('g')title('intensitytransformation')k=g1/f1;[m,n]=size(X1);X2=double(X1);fori=1:m%转换矩阵的每个元素

forj=1:nf=X2(i,j);g(i,j)=0;if(f>=0)&(f<=f1)g(i,j)=g1-k*f;elseg(i,j)=0;endendendfigure,imshow(mat2gray(g))

图像求反代码：第18页/共45页c动态范围压缩EH如图第19页/共45页X1=imread('2zong.jpg');figure,imshow(X1)%绘制变换曲线，c=255/log(256);x=0:1:255;y=c*log(1+x);figure,plot(x,y)axistight,xlabel('f'),ylabel('g')title('intensitytransformation')%转换矩阵中的每个元素[m,n]=size(X1);X2=double(X1);fori=1:mforj=1:ng(i,j)=c*log(X2(i,j)+1);endendfigure,imshow(mat2gray(g))动态范围压缩代码：第20页/共45页d二值化处理：EH如图第21页/共45页EH如图第22页/共45页EH如图第23页/共45页figure,plot([0,f1,f1,255],[0,0,255,255])axistight,xlabel('f'),ylabel('g')title('intensitytransformation')%[m,n]=size(X1);X2=double(X1);fori=1:mforj=1:nf=X2(i,j);g(i,j)=0;if(f>=0)&(f<=f1)g(i,j)=0;elseif(f>=f1)&(f<=255)g(i,j)=255;endendendfigure,imshow(mat2gray(g))二值化处理代码：第24页/共45页E直方图均衡化模式其中:第25页/共45页第26页/共45页I=imread('tire.tif');J=histeq(I);imshow(I)figure,imshow(J)figure,imhist(I,64)figure,imhist(J,64)直方图均衡化模式代码%另注:还有直方图规定化模式第27页/共45页F图像间的代数运算模式图像相减第28页/共45页%用原图像与压缩后的图像相减I=imread('1zong.jpg');I=double(I)/255;%计算离散变换矩阵，返回结果为双精度型T=dctmtx(8);%实现图像的显示块操作B=blkproc(I,[88],'P1*x*P2',T,T');mask=[1111000011100000110000001000000000000000000000000000000000000000];B2=blkproc(B,[88],'P1.*x',mask);I2=blkproc(B2,[88],'P1*x*P2',T',T);imshow(I),figure,imshow(I2)M=I2-I;figure,imshow(mat2gray(M))图像间的代数运算模式代码图像相减第29页/共45页图像相加F图像间的代数运算模式第30页/共45页I=imread('1zong.jpg');figure,imshow(I)[m,n]=size(I);J(m,n)=0;fori=1:100X=imnoise(I,'gaussian');figure,imshow(X)Y=double(X);J=J+Y/N;endfigure,imshow(mat2gray(J))图像间的代数运算模式代码图像相加第31页/共45页2、直接对每个像素进行色彩调整操作(1)直接设定灰度：第32页/共45页X1=imread('2zong.jpg');figure,imshow(X1)J=imadjust(X1,[],[0.10.8],0.35287)figure,imshow(J)直接设定灰度代码：第33页/共45页（2）HSV模式是面向用户的，是一种复合主观感觉的色彩模式。是通过：色调（HUE）表示颜色的种类。取值范围[0-1]相应颜色从红、黄、绿、蓝绿、蓝、紫到黑。饱和度（SATURATION）色彩的纯洁程度，波长的单一化，单色光为最高饱和度，白光的饱和度应该最低，取值范围[0-1]。亮度（VALUE）取值范围[0-1]，人眼对光源的感觉，物体反射强则亮度高。白色大于灰色，也受人自身的感官影响。第34页/共45页第35页/共45页RGB=imread(‘2zong.jpg');HSV=rgb2hsv(RGB);subplot(1,2,1);subimage(RGB);title('原图像');subplot(1,2,2);subimage(HSV);title('变换后的图像');颜色RGB转为HSV模式第36页/共45页（3）

YCbCr模式是视频图像和数字图像的应用模式。

Y是亮度，Cb、Cr共同描述图像的色调。Cb、Cr分别是蓝色分量和红色分量对应的坐标值。YCbCr模式中的数据可以是双精度类型。存储空间为8位无符号整型数据空间，且Y的取值范围[16-255]，Cb、Cr的取值范围[16-240]。第37页/共45页第38页/共45页RGB=imread(‘2zong.jpg');YCbCr=rgb2ycbcr(RGB);subplot(1,2,1);subimage(RGB);title('原图像');subplot(1,2,2);subplot(1,2,2);subimage(YCbCr);title('变换后的图像');RGB转为YCBCR模式第39页/共45页(4)NTSC模式NTSC是电视图像的颜色模式使用的是YIQ色彩坐标系Y为亮度。I为色调。Q为饱和度。与RGB转化关系为：第40页/共45页第41页/共45页RGB=imread('2zong.jpg');YIQ=rgb2ntsc(RGB);I=YIQ(:,:,1);subplot(1,2,1);subimage(RGB);title('原图像');subplo