第六章遥感图像处理2

1 一 月 产品名称 数量 金额 利润 合 计 四 月 产品名称 合 计

数量 金额 利润 合 计 产品名称 五 月 数量 金额 利润 合 计 产品名称 六 月 数量 金额 利润 合 计 二 月 合 计 三 月 金额 利润 产品名称 数量 金额 利润 产品名称 数量 第六章 遥感图像处理

§6-3遥感图像增强处理

图像增强则是人为对图像辐射性质的干扰，改变原始图像的辐射特性，即改变图

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像的灰度结构关系。

通过附加信息（变换和运算）进行图像增强的主要目的： （1） 使图像与人眼的影像视觉特征相匹配；

（2） 满足制图作业的某些特殊需要，突出或提取图像中的某些地物特征。 因此图像增强是扩大影像特征间的差别，在增强有用信息的同时，其他信息实质上是被压缩了。因此图像增强处理方法的选择应取决于研究对象和工作目的。

应当注意：由于增强使一种附加的人为图像干扰，是只为某些特殊需要而加的“噪声”，所以，通常只是在其他图像处理内容之后才进行。

常用的图像增强处理方法有：彩色增强、反差增强、滤波增强、多重图像增强。

一、彩色增强

包括彩色合成和假彩色等密度分割。

彩色合成：将不同波段的影像分别赋予不同的色彩，合成处理的过程。如分别赋予TM图像2，3，4波段色彩R，G，B；

假彩色密度分割：将亮度值等间隔分割分别赋予不同的色彩，合成处理的过程。如如分别赋予TM图像2波段亮度值0-9赋予R，10-19赋予G ，20-29赋予Y等。

1. 在主图像窗口，选择 overlay > Density Slice.

将出现 #n Density Slice 对话框（其中 “#n” 是用于启动功能的显示号）在 “Defined Density Slice Ranges” 下列有八个系统默认范围。这些范围由滚动窗口计算的最小值和最大值来限定，并显示在 “Min” 和 “Max” 文本框中。

2. 在适当的文本框中输入所需要的最小和最大值，来改变密度分割的范围。 · 要重新设置数据范围到初始值，点击 “Reset”。

3. 通过选择对话框时底部 “Windows” 旁所需要的复选框，来选择是否将密度分割颜色应用到图像窗口、滚动窗口或这两个窗口。

4. 点击 “Apply” ，将系统默认的范围和颜色应用于图像上。 · 要编辑数据范围：

A. 选择一个数据范围，并点击 “Edit Range” 来改变范围值或颜色。 B. 当出现 Edit Density Slice Range 对话框时，输入所需要的最小和最大值，并从 “Color” 菜单中选择一种颜色。

C. 点击 “OK” ，执行改变 “Defined Density Slice Ranges” 列表中的范围。 D. 点击 “Apply” ，把新的范围和颜色应用到图像上。

· 要从列表中删除一个范围，选择数据范围，然后点击 “Delete Range”。

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二、反差增强/对比度扩展Contrast stretching

1．反差增强的定义

反差增强，又称“对比度扩展”，指增大对比度的方法。调整影像反差，增大图像一部分影像反差的同时，必然减小另一部分影像的反差。 2．反差增强的原因

（1） 卫星成像是全球性的，图像亮度/灰度的动态范围是以全球的地形要素为背景，因而对于局部地区，其亮度的动态范围则是很有限的。如陆地卫星图像的标定亮度动态范围为0—255，即256个亮度等级，但对于一幅图像或者某个地区，其影像动态范围一般只有50个亮度等级左右；

（2） 因大气衰变和大气散射而是卫星图像反差显著降低；

（3） 对于一个局部地区，往往许多地形和地物的光谱特征集中在比较接近的亮度范围内。 3．反差增强的方法

反差增强的技术措施，归纳起来分为两类：一类叫模式法/决策法，多用于有确定目标的情况；另一类叫统计法，多用于改变整个图像的亮度结构。

（1）模式法或称决策法，是以一个给定的数学模式/公式为基础进行增强； a.线性扩展/线性拉伸 Linear Contrast Stretch，dij′=Adij+B，dij′为拉伸后输出的像元灰度，dij为原图像像元灰度。将拉伸前后的最大最小值带入，可求得A、B，如果拉伸后最大最小值为0—255，则

'dij?dij?dmindmax?dmin*255 G′

G

处理简单，工作中常用，线性扩展的缺点也是明显的，即，在使大多数亮度值的反差值显著增强的同时，使高亮度值和低亮度值的反差受到损失，如山地上的白雪本来清晰可见，增强后山地两侧的冲积层被增强饱和为白色调，从而使二者难以辨认。

b.非线性扩展/非线性拉伸

如分段线性拉伸Piecewise Linear Contrast Stretch，原理：将整个亮度的动

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态范围化分为若干个亮度区间，在每个区间采用线性扩展的方法，即给出不同斜率，而整个图像的扩展因子则是由不同斜率的直线段组成，线段之间由“断点”连接。显然，正确划分亮度区间和正确选用个区间的线性扩展算子，即选择“断点”和分段的斜率是这种扩展方法的关键，对此，通常由制图任务的具体要求和原始图像的亮度分布特点来确定。分段线性扩展除了具有处理简单的优点外，更重要的是可以十分灵活地划分和确定扩展区间，同地可以针对每个区间规定所需要的线性增强系数，所以可以进行局部扩展。

G′

G 高斯拉伸Gaussian Contrast Stretch，将随机分布的原图像直方图修改成高斯正态分布。这种拉伸的效果在于增强和改善直方图两端的影像反差，即扩展了高亮度值和低亮度值部分的反差，然而是在损失中间亮度范围内反差的情况下获得的。

??x??22???x?x2?2??x?0m?1??2

x平均值，σ标准差

P P

G G′

其它方法：

'平方根拉伸Square Root Contrast Stretch，dij?A*SQRTdij?B

'指数变换exponential transform，dij压缩低亮度区（暗区），?A*EXPdij?B，

????扩展和增强高亮度区（亮区）；

'对数变换logarithmic transform，dij压缩高亮度区（亮区），?A*LOGdij?B，

?? 4