遥感实验三(图像分割)2010

图像分割

一、目的与要求

1.目的：利用光谱特征进行遥感图像的分割和分割后处理。

2.要求：能够根据图像的特征，综合使用不同的方法分割出地物对象。

熟练掌握图像直方图的应用。

掌握彩色图像分割的基本方法。

掌握利用波段组合进行图像分割的工作流程。

熟悉数学形态学基本方法的应用。

3.软件和数据：ENVI软件

照片，TM图像数据。

二、实验内容

（1）利用直方图进行图像分割

实验步骤：1、打开实验图像（地物与直方图DSCF0153.JPG）并显示图像直方图

2、在直方图窗口，移动RGB拉伸的最小值分别为150,160,150，并分别应用，查看拉伸后的图像。

原图：

最小值150的拉伸：

最小值160的拉伸：

去除天空的操作：（菜单—basictools—bandmath）

结果：

（2）彩色图像分割

1、提取图像中的兰花

实验步骤：打开兰花.jpg

使用直方图分割：(b1 gt b2)*(b1 gt b3) 结果：

2、去除背景噪声

实验步骤：打开娃娃.bmp

直方图：（图像灰度值大部分处于高亮区域）

直方图拉伸R：154~184

G：8~100

B：0~160

M1：通过波段运算float(b1)/float(b2)

M2：b1 gt 0.98

M3：RGB/M2（和原图对比色调变冷）

M4：（1-b1）*255

M5：b1(M3 R通道)+b2(M4)

进行RGB合成（M5、M3_G、M3_B）

3、去除背景噪声，增强图像中的字符信息

实验步骤：图像JH0001.jpg

提取表达式：255*(1-((b3 lt 200) and (b2 lt 100)and (b1 lt 100))) 原图：

提取后：

（3）提取TM图像中的水体信息

思路：寻找指定地物与其他地物差异最大的波段或波段组合，构造代数表达式产生新的图像，使用阀值进行分割。

（4）提取线性地物信息

图像：IKN NJ PAN.bmp

3*3高斯低通滤波处理后

对3*3高斯低通滤波处理后再使用3*3拉普拉斯低通滤波

对图像进行滤波处理1、高斯低通

结果：

2、拉普拉斯算子

结果：

上图结果ge 250

(5)图像数学形态学基本方法1、二值数据的形态学处理：腐蚀：

膨胀：

开运算：

闭运算：

2、灰度值数据的形态学处理原图：

腐蚀处理后：

（6）栅格矢量化

操作：Vector—Raster to Vector 输入数据：

对DN=1的结果进行矢量化

结果：

要想输出矢量数据，只需再执行evf文件转shp文件即可在arcmap等软件打开

附录：

卷积滤波

卷积（Convolutions）滤波是通过消除特定的空间频率来使图像增强，根据增强类型（低频、中频和高频）不同可分为低通滤波、带通滤波和高通滤波。此外还可以增强图像某些方向特征的方向滤波等。它们的核心部分是卷积核。ENVI 提供很多卷积核，包括高通滤波（High Pass）、低通滤波（Low Pass）、拉普拉斯算子（Laplacian）、方向滤波（Directional）、高斯高通滤波（Gaussian High Pass）、高斯低通滤波（Gaussian Low Pass）、中值滤波（Median）、Sobel、Roberts，还可以自定义卷积核。具体操作如下：

（1）打开自带图像文件can_tmr.img。

（2）在主菜单中，选择Filter->Convolutions and Morphology。

（3）在Convolutions and Morphology Tool中，选择Covolutions->滤波类型。

（4）不同的滤波类型对应不同的参数，主要包括三项参数：

1) Kernel Size

卷积核大小，以奇数来表示，如3x3、5x5等，有些卷积核是不能改变大小，包括Sobel 和 Roberts。默认卷积核是正方形，如果需要使用非正方形，选择Options-> Square kernel。

2) Image Add Back

输入一个加回值（add back）。将原始图像中的一部分“加回”到卷积滤波结果图像上，有助于保持图像的空间连续性，该方法经常用于图像锐化。“加回”值是原始图像在结果输出图像中所占的百分比。例如：如果为“加回”值输入40%，那么40%的原始图像将被“加回”到卷积滤波结果图像上，并生成最终的结果图像。

3) Editable Kernel

卷积核中各项的值。在文本框中双击鼠标可以进行编辑，选择File->Save Kernel或者Restore Kernel，可以把卷积核保存为文件（.ker）或者打开一个卷积核文件。

（5）卷积增强图像中的单个波段：

a)选择Covolutions->High Pass，其它项按照默认设置，单击Quick Apply

按钮，第一次点击此按钮会提示选择选择增强的波段，增强后的波段在

Display中显示。如果要更改卷积增强波段，选择Options-> Change

Quick-Apply Input Band。

b)选择File-> Save Quick Result to File，可以将增强结果保存。

（6）卷积增强图像文件：

a)单击Apply To File按钮，在Convolution Input File对话框中选

择图像文件。

b)选择输出路径及文件名。