第四章(一)光学原理、数字图像new.ppt

4.2.3 数字图像的像素 像素（像元）是遥感数字图像最基本的单位，是成像过程的采样点，也是计算机图像处理的最小单元。像素具有空间特征和属性特征。 空间特征：由于传感器从空间观测地球表面，因此每个像素含有特定的地理位置的信息，并表征一定的面积。 属性特征：像素的属性特征采用亮度值来表达，在不同波段上，相同地点的亮度值可能是不同的，这是因为地物在不同波段上辐射电磁波的特征不同造成的。 遥感数字图像中像素的数值是由传感器所探测到的地面目标地物的电磁辐射强度决定的。入射到传感器中的电磁波被探测器元件转化为电信号，经过模/数转换，成为绝对辐射亮度值R。为便于应用，R又被转换为能够表征地物辐射亮度的相对值。 像素有正像素和混合像素之分。 正像素：像素内只包含一种地物。如水体，它的亮度值代表了水体的光谱特征。 混合像素：像素内包括两种或两种以上地物。如出苗不久的麦田，它的一个像素亮度位内包含麦苗和土壤的光谱特征。 遥感数字图像的表示方法 遥感数字图像以二维数组来表示。在数组中，每个元素代表一个像素，像素的坐标位置隐含，由这个元素在数组中的行列位置所决定。元素值表示传感器探测到像素对应面积上的目标地物的电磁辐射强度。 按波段数量，遥感数字图像可以分几种类型： 二值数字图像：图像中每个像素由0或1构成，在计算机屏幕上表示为黑白图像。每个像素采用一位来表示，相邻8个像素的信息记录在一个字节中。 彩色数字图像：是由红、绿、蓝三个数字层构成的图像。在每一个数字层中，每个像素用1字节记录地物亮度值，数值范围一般介于0~255之间。 数字图像的特点 便于计算机处理与分析：计算机是以二进制方式处理各种数据的。采用数字形式表示遥感图像，便于计算机处理。因此，与光学图像处理方式相比，遥感数字图像是一种适于计算机处理的图像表示方法。 图像信息损失低：由于遥感数字图像是用二进制表示的，因此在获取、传输和分发过程中，不会因长期存储而损失信息，也不会因多次传输和复制而产生图像失真。而模拟方法表现的遥感图像会因多次复制而使图像质量下降。 抽象性强：尽管不同类别的遥感数字图像，有不同的视觉效果，对应不同的物理背景，但由于它们都采用数字形式表示，便于建立分析模型，进行计算机解译和运用遥感图像专家系统。 多波段数字图像的存贮与分发，通常采用三种数据格式 ：BSQ、BIP、BIL 1）BSQ(Band sequential)： 是一种按波段顺序依次排列的数据格式。 2）BIP(Band interleaved by pixel)： 每个像元按波段次序交叉排列 3）BIL(Band interleaved by line)： 是逐行按波段次序排列的格式 * 第4章 遥感图像处理 本章主要介绍遥感光学影像和数字影像在分析、判读、理解、识别前的处理过程。 光学原理和光学处理方法。 计算机处理的原理和方法:1.图像校正；2.图像增强；3.不同信息源数据的使用。 一、 光学原理 1. 光 电磁波谱中0.38—0.76um波段能够引起人的视觉。如0.7um为红色，0.58um为黄色，0.51um为绿色，0.47um为紫色等，这一波段的电磁波会使人的视觉产生如颜色、形状等的视觉印象。被称为可见辐射或可见光．简称光。 人对光的感应靠眼睛，在光亮条件下，人眼能分辨各种颜色，当光谱亮度降低到一定程度，人眼的感觉便是无彩色的，光谱变成不同明暗的灰带。 2. 亮度对比： 观察图片或屏幕时，常对观察对象的明暗程度有一评价。这一评价实际是相对于背景而言的，就是亮度对比。 亮度对比是视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比。 选择适宜的对象及背景的亮度，可以提高对比，从而提高视觉效果。在遥感图像中，亮度对比主要用于单色黑白影像，但有时很难说明哪个是背景，哪个是对象。这时亮度对比就变成两个或多个对象之间的对比，造就如一张灰色纸片，在白色背景上看起来发暗(对比低)在黑色背景上看起来发亮(对比高)一样。 3. 颜色对比： 在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响叫做颜色对比。 颜色的对比受视觉影响很大。例如，在一块品红的背景上放一小快白纸或灰纸，用眼睛注视白纸中心几分钟，白纸会表现出绿色。如果背景是黄色，白纸会出现蓝色。这便是颜色对比的效果。两种颜色互相影响的结果，使每种颜色会向其影响色的补色变化(绿是品红的补色，蓝是黄的补色)。在两种颜色的边界，对比现象更为明显。 在可见光谱段中颜色从紫到红端是过渡变化的。一般来说，只要波长改变丁0.001-0.002um人眼就能观察出差别，对不同波长，人眼的区别能力也不同。就整个光谱而言，正常人眼应分辨出一百多种不同颜色。可见，人眼对颜色的分辨力比对黑白灰度的分辨力强得多，正因为如此