数字图像的校正

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1、二、数字图像校正1、数字图像将某一特定波长范围内（波段）物体（地物）的发射或反射能量做等间隔的量化，形成一幅以数字形式表示每个像元明暗特征的图像。数字图像基本单元———像元像元大小：与信息获取方式有关（传感器；扫描仪）量化等级：灰度值0—255，共256级灰阶以每个像元为统计单元，表示图像中各亮度值或亮度区间出现频率的分布图。数字图像直方图既表示出一幅（一景）图像亮度的整体特征，也表示出这幅图像中地物的类别特征。数字图像直方图（P96）2、辐射校正（大气影响的初略校正）当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值的差异直接反映了地物

2、目标光谱反射率的差异数字图像上的亮度值（灰度值）——电磁波的辐射强度影响亮度的主要因素：太阳辐射照射到地面的辐射强度地物的光谱反射率产生辐射畸变的原因：传感器仪器本身的误差、大气对辐射的影响大气对辐射的影响分析—地物对太阳辐射的反射。—大气层对太阳辐射的散射，散射光到达地面后，被地物反射后再进入传感器（向下光）。—大气层对太阳辐射的散射光向上直接通过大气层进入传感器（向上光）。（P99图）遥感导论大气对辐射的影响分析：传感器获得的辐射亮度（Lλ）地物对太阳辐射的反射（L1λ）地物对向下的天空光（大气散射作用）的反射（L2λ

3、）；向上天空光进入传感器（程辐射Lpλ）；Lλ=L1λ+L2λ+Lpλ大气影响的粗略校正（数字图像的辐射校正）目的：消除程辐射的影响，提高改善图像的质量。基本原理：在可见光波段在同一幅图像的面积内程辐射度是一个近于常数的附加值，其值的大小只与波段有关。方法：直方图最小值去除法、回归分析法直方图法如果在某一像场中存在亮度值为零的目标地物，地物是平静清洁的水面或地形阴影区，则任一波段亮度值都应为零。所以只要对选择区域内波段的图像进行灰度统计给出其直方图，则直方图上频率最小的灰度值就是大气改正值。大气校正就是移动直方图的最小值至

4、零值位置。Tobecontinued…调整前直方图亮度值亮度值调整后直方图像元数百分比/%像元数百分比/%回归分析法Tobecontinued…回归分析校正法直方图最小值去除法：洁净水体的反射率为零；阴影部分的反射率接近于零。如果，这些地物的反射率不为零，则是程辐射的作用。因此，可以按照上述地物在红外波段的亮度值从各个波段中减去。回归分析法：将各类地物（在可见光波段亮度特征从黑到白）同一像元在可见光与红外波段的亮度值为纵横坐标，建立回归方程，其截距即为可见光波段应减去的亮度值。（P102)3、几何校正产生几何畸变的原因：遥

5、感平台或传感器姿态、地形起伏、地球曲率、地球自转1）遥感平台位置和运动状态变化的影响（P104,图4.21）高度变化的影响—地面分辨率不均匀速度变化的影响—航向位移俯仰变化的影响—旁向位移翻滚变化的影响—扭曲变形航偏变化的影响—倾斜畸变三、卫星姿态引起的图像变形Tobecontinued…§2几何校正位移变化高度变化速度变化偏航变化俯仰变化侧翻变化(dα)(dω)(dκ)2）地形起伏的影响—产生像点位移3）地球曲率的影响—产生全景畸变4）大气折射的影响—产生像点位移5）地球自转的影响—影像变形几何畸变校正1）卫星参数,传感

6、器参数,大气折光,地球曲率校正（预处理）2）地形起伏校正（DEM）3）单片微分精校正四、动态扫描图像的变形Tobecontinued…§2几何校正单片微分精校正P107校正方法：地面控制点校正法校正技术关键：合理布设地面控制点、选取适当数量的地面控制点，合理选择校正方程的次数。布点原则：1、最大范围控制整幅图像2、均匀布点单片微分精校正计算方法选择：一般选用2次项，如有扭曲变形时选用三次项。选点原则：数量合理：2次项不少于6个点、三次项不少于10个点保证有多余观测点。便于判读的特征点。单片微分精校正校正步骤：Ａ、调入图像，

7、分析观察；Ｂ、确定多项式的次数Ｃ、确定GCP的个数；Ｄ、选取GCP，尽可能均匀分布在图像上E、重采样计算，得到校正后的新图像数字图像纠正的处理过程框图准备工作输入原始数字图像建立纠正变换函数影像范围确定输出逐个像素的几何位置变换像素亮度值重采样输出纠正后的图像Tobecontinued…数字图像增强1、对比度变换是通过改变像元亮度值来改变像元对比度，也称辐射增强。P113几种从直方图形态判断图像质量线性变换：图像变换是按某一线性函数变换。y-y0=k(x-x0)将P101图4.18进行线性拉伸。原图像灰度[0,15]，变换

8、为[0,64]，即构成(0,0)到（15,64）两点的线性拉伸函数为：012345678910111213141504912172125293337434651556064对比度变换前后亮度计算出新图像为：分段线性拉伸（0,0）－（6,2）－（11,12）－（15,15）分三段进行对比度变换012345