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1、实验一图像处理软件 ENVI 功能介绍1 ENVI 支持文件格式ENVI 使用的是通用的栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件和一个相关的 ASCII 的头文件。读该文件格式允许 ENVI 使用几乎有的影像文件，包括那些自身嵌入头文件信息的影像文件。通用的栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以 BSQ（按波段顺序） 、BIP（波段按像元交叉）或者 BIL（波段按行交叉）的方式进行存储。ENVI 软件支持的数据类型，包括字节型，整型，无符号整型，长整型，无符号长整型，浮点型，双精度浮点型，复数型，双精度复数型，64 位整型，以及无符号 64 位整型。2 ENVI 的窗口和显示使用 ENVI
2、 软件时，打开图像通常有三个窗口，即主影像窗口（Main Image Window） 、滚动窗口（Scroll Window）和缩放窗口（Zoom Window） ，见图 1.1。图 1.1 ENVI 显示窗口组：主影像窗口、滚动窗口和缩放窗口2.1 ENVI 主菜单ENVI 主菜单位于显示窗口的顶部，在默认情况下，它显示于主影像窗口的顶部，并提供交互式的影像显示和分析功能，见图 1.2。如果所选的显示组中不包括主影像窗口，那么菜单将会出现在滚动窗口或者缩放窗口的顶部，同 ENVI 其他的菜单一样，从该菜单中可以选择任意的菜单选项。此外，在任何一个显示窗口点击右键会弹出一个快捷菜单。通过这个菜
3、单可以访问显示函数，也可以改变显示的设置。图 1.2 主影像窗口中的 overlay 菜单和快捷菜单2.2 可用波段列表ENVI 可以打开影像文件或者这些文件中的单个波段。可用波段列表（Available Bands List）是一个特殊的 ENVI 对话框，它包括了所以被打开文件中可用的影像波段，以及与此相关的地图信息列表，见图 1.3。使用波段列表可以把彩色和灰阶影像加载到一个显示窗口中，可以直接打开一个新的显示窗口，也可以点击对话框底部的 Display 按钮，并从中选择显示窗口号，打开相应的显示窗口，然后点击 Gray Scale 或者 RGB 单选按钮，再从列表中点击波段名，选择所需
4、要的波段，加载显示影像。提示：如果加载的是单波段影像，可以直接在波段上双击来完成。3 ENVI 基本功能打开影像文件首先启动 ENVI 软件，双击软件图标即可。要打开一个影像文件可以分以下几个步骤：1 选择 FileOpen Image file。在屏幕上弹出文件选择对话框“Enter Input Data File” 。2 选择进入实验课程所提供的数据目录 envidata 中，双击打开文件夹，选择 can_tm 文件夹，从文件夹中选择 can_tmr.img 文件，然后点击 ok。3 在可用波段列表中就会显示刚才选择的文件 can_tmr.img，使用鼠标左键点击选择影像的显示方式（Gra
5、y Scale 或 RGB） 。选择某个影像波段或三个波段进行显示，所选波段在标有“Selected Band”显示出来。4 点击 Load Band 或 Load RGB，将影像加载到一个新的显示窗口。图像加载后，可以熟悉一下窗口的各个界面，以及对图像主窗口、滚动窗口和缩放窗口进行相关操作。显示光标位置要显示鼠标光标的位置和值，可以从主影像窗口菜单栏或者从 ENVI 主菜单栏中选择WindowCursor Location/Value，或者在主影像窗口中点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择 Cursor Location/Value。接着在屏幕上出现的 Cursor Location/Val
6、ue 对话框将显示出光标在主影像窗口。滚动窗口或者缩放窗口中的位置，见图 1.4。该对话框还显示了十字丝光标所对应的哪个象素的屏幕颜色值和实际数据值。要关闭这个对话框，可以在 Cursor Location/Value 对话框顶部的菜单中，选择filecancel。一旦 Cursor Location/Value 对话框打开以后，要隐藏或显示该对话框，可以在主影像窗口中双击鼠标左键即可。图 1.4 Cursor Location/Value 对话框显示影像剖面廓线可以交互式的选择和显示 X 轴（水平） 、Y 轴（竖直）和 Z 轴（波谱）的剖面廓线图。这些剖面廓线图显示了穿过影像的横线 X，纵线
7、 Y 或者波谱波段 Z 的数据值。1 从主影像窗口菜单栏中，选择 ToolsProfilesX profle，将会打开一个绘制窗口，该窗口将根据影像中所选择的行，绘制出一幅数值与列号（sample number）之间的关系曲线图，见图 1.5。2 重复上述过程，选择 Y profile，绘制出一幅数据值与行号（line number）之间的关系曲线图。选择 Z profile，绘制出相应的波谱面廓线图。提示：也可以通过任意影像窗口中的快捷菜单，来打开 Z 轴波谱剖面廓线图。3 选择 WindowMouse ButtonDescriptions，可以查看鼠标键在剖面廓线显示窗口中按键功能的描述。
8、4 放置好这三个剖面廓线窗口，以便能同时看到它们。5 在影像上移动移动十字丝，查看这三幅影像剖面廓线图在新的位置上是怎样显示新的数据值。6 从绘制图每个窗口中，选择 FileCancel，来关闭绘制窗口。图 1.5 水平轴（X） 、Y 轴（竖直）和 Z 轴（波谱）剖面廓线绘制曲线图进行快速对比拉伸使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的默认参数和数据来进行快速对比度拉伸。选择主影像窗口菜单栏中的 Enhance 菜单，可以进行各种各样的对比度拉伸（线性拉伸，0255 间的线性拉伸，2的线性拉伸、高斯拉伸、均衡化拉伸以及平方根拉伸） 。1 使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的影像作为拉伸数据
9、源，尝试进行各种类型的拉伸变换。2 比较在窗口显示组中线性、高斯、均衡及平方根拉伸后的结果。显示交互式的散点图ENVI 可以绘制出两个所选影像的数值关系图，即分别选定这两个波段为 X、Y 轴，在平面坐标上绘制两者的散点图。1 在主影像窗口菜单栏中，选择 Tools2D Scatter Plots。接着 Scatter Plot Band Choice 对话框就会出现在屏幕上，在该对话框中选择要进行比较的进行快速对比拉伸使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的默认参数和数据来进行快速对比度拉伸。选择主影像窗口菜单栏中的 Enhance 菜单，可以进行各种各样的对比度拉伸（线性拉伸，0255 间的
10、线性拉伸，2的线性拉伸、高斯拉伸、均衡化拉伸以及平方根拉伸） 。1 使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的影像作为拉伸数据源，尝试进行各种类型的拉伸变换。2 比较在窗口显示组中线性、高斯、均衡及平方根拉伸后的结果。显示交互式的散点图ENVI 可以绘制出两个所选影像的数值关系图，即分别选定这两个波段为 X、Y 轴，在平面坐标上绘制两者的散点图。1 在主影像窗口菜单栏中，选择 Tools2D Scatter Plots。接着 Scatter Plot Band Choice 对话框就会出现在屏幕上，在该对话框中选择要进行比较的两个影像波段。2 选择其中一个波段作为 X 轴，另一个波段作为 Y 轴
11、，然后点击 OK，即可生成散点图。3 一旦打开了散点图绘制窗口（图 1.6）就可以将鼠标光标放在主影像窗口中的任意位置，并可以按住鼠标左键来拖动光标，此时，十字丝光标周围 1010 范围内的像素在散点图中所对应的点将会用红色突出显示出来。提示：选择 WindowMouse Button Descriptions 来显示不同的鼠标键在 Scatter Plot显示窗口中的功能。4 在主影像窗口上移动鼠标光标，观察所产生的跳跃像素（dancing pixels ）效果。5 可以使用散点图来突出显示主影像窗口中含有对应波谱值的像素，将鼠标光标放在散点图窗口上，点击并拖动鼠标中间键。6 在散点图菜单栏
12、中，选择 filecancel 来关闭 Scatter Plot 窗口。图 1.6 一个交互式的散点图，对波段 2 和波段 3加载一幅彩色图像1 如果屏幕上没有显示可用波段列表对话框，那么在 ENVI 主菜单栏中，选择 Window Available Bands list，打开该对话框，如图 1.3。注意：如果没有打开影像，那么在 ENVI 主菜单中，选择 FileOpen Image File，然后选择一个要打开的影像。接着该影像的波段就加载到可用波段列表中。2 点击 RGB 单选按钮，然后在另一个显示窗口中，加载一幅彩色影像。3 通过点击列表中的波段名，从列表中为每种颜色（红、绿、蓝）选
13、择一个波段。当点击列表中的波段名时，指定的 RGB 单选按钮会自动的向前选择。4 当三种颜色都有波段与其对应时，点击 Display1 下拉式菜单按钮，并从中选择 New Display。5 点击 Load RGB 按钮，就可以将一幅彩色影像加载到一个新的显示窗口中。链接两个显示窗口将两个显示窗口链接在一起进行比较。当把两个显示窗口链接在一起后，在一个显示窗口中（滚动、缩放等）所进行的任何操作，都会在与其相链接的显示窗口中产生相同的响应。要在两个显示窗口中链接在一起，操作步骤如下：1 从主影像窗口菜单中，选择 ToolslinkLink Displays，或者在影像中点击鼠标右键，在弹出的快捷
14、菜单中，选择 Link Displays。Link Displays 对话框就会打开。2 在 Link Displays 对话框中，点击 ok，建立链接。3 现在尝试在其中的一个窗口进行滚动或者缩放操作，观察另一个窗口的反应。选择感兴趣区域（Region of Interest）ENVI 允许在影像中定义感兴趣区（region of interest，ROIs） 。感兴趣区主要被用于提取分类的信息统计、生成掩膜以及其他一些操作。1 从主影像窗口中选择 OverlayRegion of interest，或者在影像中点击鼠标右键，在弹出的菜单对话框中，选择 ROI Tool。接着与该影像显示窗口
15、相对应的 ROI Tool 对话框就会出现在屏幕上（图 1.7） 。2 绘制感兴趣区的多边形，在 ROI_Type 中选择 ROI_Type 类型，包括多边形、矩形、圆形等。具体绘制步骤如下：在主影像窗口中点击鼠标左键，建立感兴趣多边形的第一个顶点。再依次点击鼠标左键，按顺序选择更多的边线点，点击鼠标右键来闭合该多边形。鼠标中键可以删除最新定义的点，或者删除整个多边形。再一次点击鼠标右键，固定多边形的位置。通过选择 ROI Tool 对话框顶部相应的单选按钮，感兴趣区也可以在缩放窗口中被定义。当完成一个感兴趣区的定义后，该区域会在 Available Regions of Interest 列
16、表中显示出来，同时显示的还有感兴趣区的名称、颜色和所包含的像素数。3 要定义另一新的感兴趣区，在 ROI Tool 对话框中点击 New Region 即可定义。效果见图1.7。图 1.7 定义感兴趣区的对话框图 1.8 定义了三个感兴趣区的图像保存和输出影像对添加标注和进行图像处理的图像进行保存，可以将影像保存为 ENVI 的影像文件格式，或者保存为几种通用的图像格式，然后打印或者导入到其他软件当中，也可以直接通过打印机进行打印输出。将影像保存为 ENVI 的影像格式1 从主影像窗口菜单栏种，选择 FileSave Image File, Output DisplayTo image file 对话框就会出现在屏幕上。2 选择 24 比特彩色或者 8 比特的灰阶进行输出，然后再选择其他图形选项（包括注记和公里网）以及边框设置。如果将注记和公里网都添加到彩色影像显示中了，那么注记和公里网就会自动的列到 graphics 选项中，也可以选择其他注记文件应用于输出图像上
