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1、航测数字化成图图像处理技术解析 摘要：随着近年来科技水平的提高，航测成图技术在各个行业中应用越来越广泛，比如地形测量、航空航天、生物医学工程、工业检测等。航测数字化成图技术具有成图速度快、成本低廉、误差小等优点，对城市建设与城市的发展起到非常重要的作用。关键词：航测；图像处理；图像增强中图分类号：TN911.73文献标识码：A文章编号：在经济高速发展的今天，数字成像技术用于处理图形和图像信息，取得了巨大成功。通过数字化对低质量的图像进行处理，可以获得高质量的图像，应用较多的是图像增强、复原、编码、压缩等。
2、通过对图像的处理，利用技术手段对图像的质量进行改善，还可以获得图像中所包含的一些特定区域的基本信息，比如形状特征、颜色特征、边界特征等。特别是针对一些地形相对复杂的区域，在受到气候条件和环境因素的影响，一些航拍图像清晰度不够，不能反映出该区域的实际情况，因此往往需要人工进行补测，所获得的数据既缺乏准确性，又给测量人员增加了工作的难度。为了能利用现有的航片,降低外业工作人员不必要的工作强度和难度,同时又可以生产出合格的产品,对航片进行图像处理是很必要的。71图像处理的基本概念图像处理可以分为模拟图像处理和数字
3、图像处理。我们这里主要是研究数字图像处理。所谓的数字图像处理,就是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行系列操作,从而获得某种预期结果的技术。图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机已经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。2图像
4、处理的主要内容1)图像变换:由于图像阵列很大,直接在空间域中进行处理,涉及计算量很大。因此,往往采用各种图像变换的方法,如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术,将空间域的处理转换为变换域处理,不仅可减少计算量,而且可获得更有效的处理。它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。72)图像编码压缩:图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量(即比特数),以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。编码是压缩技术中最重要的方法,它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。在航片的处理中一般不用,因
5、为这样会让航片丢掉很多有用的信息。3)图像增强和复原:图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量,如去除噪声,提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因,突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量,可使图像中物体轮廓清晰,细节明显;如强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解,一般讲应根据降质过程建立/降质模型0,再采用某种滤波方法,恢复或重建原来的图像。在航片测图时是图像处理中应用比较多的一个内容。4)图像分割:图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像
6、中有意义的特征部分提取出来,其有意义的特征有图像中的边缘、区域等,这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。5)图像描述:图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性,一般图像的描述方法采用二维形状描述,它有边界描述和区域描述两类方法。76)图像分类(识别):图像分类(识别)属于模式识别的范畴,其主要内容是图像经过某些预处理(增强、复原、压缩)后,进行图像分割和特征提取,从而进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法,有统计模式分类和句法(结构)模式分类。3图像
7、处理中的部分内容在实际工程中的应用一般在获取航片信息的过程中,由于多种因素的影响,导致航片质量有所退化。如果在航测数字化成图之前,以保存图像的真实信息为原则,同时采用一系列技术改善图像的视觉效果,提高图像的清晰度,设法有效突出便于人机分析和处理我们感兴趣的信息,以提高图像的使用价值。所以在实际航片数字成图工程中,我们一般就航片进行图像的增强和复原。3.1图像增强1)灰度级校正。在成像过程中,因光照强弱、感光部件灵敏度、光学系统不均匀性、元器件特性不稳定等,造成的图像亮度分布不均匀,某些部分亮,某些部分暗的情
8、况。灰度级校正就是对图像采集系统中的图像像素进行修正,使整幅图像成像均匀。令理想输入系统输出的图像f(i,j),实际获得的降质图像为g(i,j),则有:g(i,j)=e(i,j)f(i,j)。其中,e(i,j)为降质函数或观测系统的灰度失真系数。显然只要知道e(i,j),就可以求出不失真图像f(i,j)。2)直方图修正法。7灰度直方图反映了数字图像中每一灰度级与其出现像素频率间的其他统计关系。它能描述该图像的概貌
