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1、第4卷第1期遥感学报Vol.4,No.12000年2月JOURNALOFREMOTESENSINGFeb.,2000文章编号:1007-4619(2000)01-0036-05若干平滑和插值方法对图像空间分辨力估算的影响熊桢,童庆禧,郑兰芬(中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学开放研究实验室,北京100101)摘要:图像空间分辨力是图像质量评估中的一个重要指标,而对图像空间分辨力的估算通常采用调制传递函数(MTF)解算。由于图像噪声的存在和采样数据的离散性,平滑和插值是必不可少的两个环节,因此,平滑和插值算法的好坏直接影响最后的评估结果。采用了两种最常用的平滑算法和两种插
2、值算法,并按8种实验方案对两幅典型的图像进行了实验对比研究,获得了这两种算法对图像空间分辨力评估的影响机理,从而遴选出了较好的平滑和插值算法。关键词:平滑;插值;图像空间分辨力中图分类号:TP751#1文献标识码:A[1]计算,这一过程一般分为以下步骤:1引言(1)扫描图像边缘,获得一组数据。选取图像中一条灰度变化明显的边,沿着垂直于边缘的方向遥感技术迅速发展的今天,随着一颗又一颗遥在边缘两侧各扫描若干像元,为了保持数据的完整感卫星发射升空,信息获取的来源越来越多,每时每性与有效性,一般扫描宽度不小于10个像元。沿着刻分布在地球各个地方的卫星地面站都要接收海量边缘一行一行
3、扫描过去,然后取各行的均值作为最的数据,面对这浩如烟海的数据,怎样从中挑选出有后的扫描结果。空间分辨力的估算一般只需要一个用的数据是一项繁重而有意义的工作,数字图像质由暗到亮的单调数列,因此必须去掉扫描数据中多量的评估就是要对众多的数字图像进行质量评价,余的数据,并把数据按由小到大的顺序排列。把图像按质量分类,从而便于利用,图像空间分辨力(2)平滑边缘数据。为了有效的滤掉图像的噪是图像质量评价最常用的一个指标,它表示某一遥声,一般要采用平滑算法。鉴于噪声的复杂多样性,感成像系统对微小细节反差表达的能力,由于调制各扫描行取平均,可以消去或减弱一部分平行于边传递函数(MTF)
4、的/叠加0特性,即某一遥感成像系缘的随机噪声;但不能消去垂直于边缘的随机噪声,统的MTF可以由成像过程中各介质(如大气、传感如平行于边缘的条带噪声等。对平均后的扫描数据器、平台抖动、影像处理等)的MTF相乘得到,它能进行平滑可以有效的抑制这种噪声影响。本文采用全面客观地表示图像的质量,因此,多用求调制传递最小二乘平滑和加权平均两种平滑方法,其中加权函数(MTF)的方法解算图像的空间分辨力。而在这平均平滑的权系数为等比数列,其等比系数分别为种方法中,平滑和插值是两个必不可少的环节,它们2和20。直接影响最后对图像空间分辨力的评估结果,因此,(3)对边缘数据进行插值,得一组加
5、密后的数讨论平滑和插值方法对图像空间分辨力的影响具有列。此处采用两种插值方法:三次样条函数插值方十分重要的意义。[2]法和有约束的三次样条插值方法。有约束的三次样条插值算法是在原插值数据的范围内进行三次样2图像空间分辨力估算的方法与步骤条插值,计算出的插值数不能超出原插值数,否则对该数值进行调整,以符合插值数不超过原数据范围图像空间分辨力的估算通常采用调制传递函数的原则。收稿日期:1998-12-17;修订日期:1999-09-20基金项目:国家自然科学基金重大项目/遥感信息机理研究0项目资助(49493400)。作者简介:熊桢(1966)),男,湖北武汉人,现在中国科学
6、院遥感应用研究所攻读博士学位,主要从事遥感图像处理,模式识别和遥感图像分类技术研究。第1期熊桢等:若干平滑和插值方法对图像空间分辨力估算的影响37(4)求线扩展函数F(x)。对插值后的边缘数方案5:采用加权平均平滑(权系数为等比数据各点求一阶导数,即得一离散的线扩展函数列,等比值为20),样条插值求解图像的空间分辨F(x)。力;(5)求调制传递函数MTF。方案6:采用加权平均平滑(权系数为等比数[3)5]对离散线扩展函数进行傅氏变换:列,等比值为20),有限样条插值求解图像的空间分N-1辨力;ikPl/NX(L)=EF(xk)e(1)k=0方案7:对扫描的原始数据不平滑,
7、样条插值求X(L)为复数形式,X(L)的模除以X(0)即得调解图像的空间分辨力;制传递函数T(L)。方案8:对扫描的原始数据不平滑,有限样条插X(L)值求解图像的空间分辨力。T(L)=N-1(2)EF(xk)(2)获取图像block.raw和test00.raw的边缘后,k=0对边缘进行平滑和插值后的结果如图2。实验中所得到的MTF图像在高频部分出现震(3)采用不同方案进行实验得到的线扩展函数荡,是由于图像边缘数据不均匀,导致线扩展函数出F(x)如图3。现波动造成的,这种情况属正常范围。(4)采用不同方案进行实验得到的调制传递
