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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划遥感图像增强实验报告实验四遥感图像的辐射增强一、目的和要求通过上机操作，掌握线性对比度拉伸、直方图均衡化和直方图规定化三种遥感图像辐射增强处理的方法和过程，理解图像直方图变化与图像亮度变化之间的关系。二、实验内容及要求1.线性对比度拉伸2.直方图均衡化3.直方图匹配4.完成一份实验报告三、原理和方法辐射增强是一种通过直接改变图像中像元亮度值来改变图像的对比度，从而改善图像质量的图像处理方法，主要以图像的灰度直方图为分析处理的基础。常用的辐射增强方法有线性拉伸、线性压缩、分段线性变换、
2、对数变换、指数变换、直方图均衡化直方图规定化等。本实验将练习线性拉伸、直方图均衡化和直方图匹配操作。线性对比度拉伸是按比例扩大原始灰度级的范围，改善对比度，提高图像质量的方法。直方图均衡化是将原始图像的直方图通过变换函数变为均匀的直方图，然后按照均匀直方图修改原图像，从而获得一幅灰度分布均匀的新图像。其实质就是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像元值，使一定灰度范围内的像元数量大致相同。这样，原来直方图中间的峰顶部分对比度得到增强，而两侧的谷底部分对比度降低，输出图像的直方图是一较平的分段直方图。直方图匹配是指使一幅图像的直方图变换为规定形状的直方图而对图像进行变换的增强方法，常用作图像镶嵌或
3、动态变化研究的预处理工作，可以部分消除太阳高度角或大气影响造成的图像色调差异。四、实验步骤?线性对比度拉伸1.显示图像启动ERDAS，在Viewer1视窗中打开待处理影像：2.Viewer1菜单条：RasterContrastGeneralContrast打开ContrastAdjust对话框，设置相关参数：method：Linear斜率:截距:或者Breakpts打开BreakpointEditor，然后左键选择断点，通过拖动调整变换直线图4-1对比度调整图4-2断点编辑器?直方图均衡化在ERDAS图标面板中选择InterpreterRadiometricEnhancementHistogr
4、amEqualization打开HitogramEqualization对话框定义待处理影像文件定义输出文件图4-3直方图均衡化?直方图匹配在ERDAS图标面板中选择InterpreterRadiometricEnhancementHistogramMatch打开HitogramMatch对话框定义待处理影像文件mosaic_定义匹配对象文件mosaic_定义输出文件图4-4直方图匹配五、结果分析和讨论1.认真对比处理前后图像的差别，谈谈三种增强方法的处理效果和直方图的变化情况。实验名称：彩色增强一、实验内容1对一幅灰阶影像进行伪彩色增强2利用三个波段的遥感影像进行假彩色增强3利用TM1,2,
5、3,波段的遥感影像进行真彩色合成二、实验所用的仪器设备，包括所用到的数据电脑一台、遥感影像处理软件、多波段影像三、实验原理(1)真彩色合成是指从多波段遥感影像中选择其中三幅影像在显示屏上合成一幅图像，该三幅影像的波段范围与自然界中的红绿蓝光的波长范围大致相同，从而得到与实际地物颜色大致相同的合成影像的合成方法。(2)假彩色合成1.定义：是将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过线性假彩色映射函数变换为新的三基色分量进行彩色合成，使增强图像中各目标呈现出与原图像不同的彩色的技术。2.目的：使感兴趣的目标更加注目，以提高对目标的分辨率(3)伪彩色变换是指由输入的单波段影像，通过3个独立的数
6、学变换，产生R、G、B，3个分量影像，然后合成为伪彩色影像。彩色的含量由变换函数的形状决定。四、实验步骤及其结果分析实验步骤：(1)真彩色合成打开多波段影像，选择RGBColor,然后将TM3，TM2，TM1一次导入到标签为“R”、“G”、“B”的文本框，点击“LoadRGB”，结果如图1所示(2)假彩色合成1.打开多波段影像，选择RGBColor,然后将TM4，TM3，TM2一次导入到标签为“R”、“G”、“B”的文本框，点击“LoadRGB”，结果如图2所示2.将TM5，TM4，TM3一次导入到标签为“R”、“G”、“B”的文本框,点击NewDisplay,在点击“LoadRGB”，结果如
7、图3所示(3)伪彩色变换1.利用直方图统计，查开单(TM2)波段影像的直方图结果如图图4所示，确定伪彩色增强的分段。2.利用“ToolsColorMappingDensityslics”，选择TM2波段进行分段，结果如图图5所示。3.点击“Apply”，得到伪彩色变换后的影像，结果如图图6所示。图1真彩色合成影像图图2假彩色合成影像图图3假彩色合成影像）结果分析：(1)真彩色合成：图4TM2波段对应的直方图图5TM2波段密度分割图6TM2波段伪彩色合成影像分析图1可以看到，通过真彩色合成的影像中地物的颜色与实际地物的颜色基本一致。其中植被呈绿蓝色、河流呈蓝色。由表一可以得到TM1，2,3波段的
8、波段范围大致与自然界中蓝、绿、红相仿，所以TM1，TM2，TM3，按照蓝、绿、红的顺序进行合成可以得到一幅与实际地物颜色基本一致的真彩色图像。由图7绿色植物的光谱曲线可以得出，绿色植物对TM1，TM2，TM3的反射率大小顺序为TM2TM1TM3即GBR,通过3基色合成，所以绿色植物在影像呈现为绿偏蓝色。由图8河流的反射光谱曲线可以得出，河流对TM1，TM2，TM3的反射率大小顺序为TM1TM2TM3且TM2、TM3很小，即BGR,通过3基色合成，所以河流在影像上呈现为蓝色。(2)假彩色合成：分析图2，图3可以看到，通过假彩色合成的影像中地物的颜色与实际地物的颜色不一致，植被的颜色十分突出且便于
9、分辨，在图2中，植被呈现红色，河流呈现蓝绿色。同是假彩色合成的图像，图3的合成效果优于图2的合成效果。由表一可得，图2的合成波段TM4,TM3,TM2分别是红外波段、红光波段、绿光波段，分别对应RGB通道中R，G,B，所以按此顺序合成得到是一幅与实际地物颜色不一致的假彩色图像。结合图7绿色植物的光谱曲线可以得出，绿色植物对TM4，TM3，TM2的反射率大小顺序为TM4TM2TM3即RBG且与图1相比TM4TM2,所以在图2中植被呈现红色且较真彩色合成图像图1颜色更突出，更加注目。结合图8河流的反射光谱曲线可以得出，河流对TM4，TM3，TM2的反射率大小顺序为TM2TM3TM4即BGR，所以在
10、图2中河流呈现蓝绿色。图2与图3分别是不同波段合成的假彩色影像，通过直方图统计可以得到其合成波段的相关系数表二所示。图3）与图2）只有一个波段不同，所以只需比较图3TM5与TM4，TM5与TM3的相关系数和图2TM2与TM4，TM2与TM3的相关系数之间的关系。由表格的数据可得TM5与TM4，TM5与TM3，TM2与TM4，TM2与TM3的相关系数分别为，合成波段的相关系数图3比图2小，相关系数越小，合成的效果越佳，所以假彩色合成图像图3）的合成效果优于图2）。表一TM各波段的波段范围通道TM1TM2TM3TM4TM5TM7波长范围/um对应光颜色蓝绿红红外红外红外图7绿色植物反射波普曲线图8
11、河流反射波普曲线表二图2，图3合成波段相关系数统计(3)伪彩色合成从图3可以看到，通过伪彩色变换将单波段影像，变成了以不同颜色表示不同灰度级密度范围的彩色图像。从中可以清晰的分辨出绿色植物，但却分辨不出河流即增强了植被的显示能力，但却覆盖了河流的显示。结合图5TM2波段密度分割的情况，绿色植物被分割到了612以红色显示，而河流和其他一些地物分割到了1317以绿色显示即出现了同一色彩表示两种以上不同的地物故造成判读的障碍。(4)综合比较本次试验进行了真彩色合成、假彩色合成以及伪彩色变换，这3种彩色增强的方法既有联系又有区别。真彩色合成从多波段图像中选择与自然界红绿蓝波段大致相同的三幅图像，按照一
12、定的顺序，通过RGB合成一幅与实际地物色调基本一致的图像。在组成的一幅彩色图像的每个像素值中，有R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度产生彩色。假彩色合成为了是感兴趣的目标各加受人注目，提高对目标的分辨力，从而人为选择地物发射率较高的三幅图像，通过RGB合成一幅与实际地物色调差异明显的图像。虽然真彩色合成与假彩色合成后的图像颜色差异很大，但从实现技术来讲，两者确实一致的，都是R、G、B三个基色分量的组合显示。伪彩色变换是由输入的单波段图像，通过三个独立的数学变换，产生R、G、B三个基色分量图像，然后合成而成。每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当
13、作颜色查找表(colorlook-uptable，CLUT)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B强度值，用查找出的R，G，B强度值合成产生彩色。但其目的和效果是使感兴趣目标各加受人注目，提高目标的分辨率，这个角度又是和假彩色合成石一致的。综上分析，可以得出真彩色合成与假彩色合成、伪彩色变换在与实际地物颜色的比较上不同，但真彩色合成与假彩色合成在选择波段的数量，合成技术上却是一致的。伪彩色变换虽然在选择波段的数量和合成技术上与真彩色合成、假彩色合成不同，但在目的和效果方面却和假彩色合成一致。五、实验中所遇到的问题及其解决的方法遇到问题：如何在进行伪彩色变换时确定密度分割的范围？解决方法：利用直方图分析如图4所示，然后用鼠标点击重要的拐点，记录密度分割的节点坐标，从而划定密度分割的范围。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
