遥感数字图像处理教程 期末复习整理
遥感数字图像处理教程
第一章概论
1.1图像和遥感数字图像
1.1.1图像和数字图像
本书定义图像为通过镜头等设备得到的视觉形象
根据人眼的视觉可视性可将图像分为可视图像和不可视图像。可视图像有图片、照片、素描和油画等，以及用透镜、光栅和全息技术产生的各种可见光图像。不可见图像包括不可见光成像和不可测量值
按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可将图像分为数字图像和模拟图像。数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度不连续、以离散数字原理表达的图像。在计算机内，数字图像表现为二维阵列，属于不可见图像。模拟图像指空间坐标和明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的图像，属于可见图像。
利用计算机技术，可以实现模拟图像和数字图像之间相互转换。把模拟图像转化为数字图像成为模/数转换，记作A/D转换；
数字图像最基本的单位是像素。像素是A/D转换中国的取样点，是计算机图像处理的最小单位；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。
1.1.2遥感数字图像
遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同长波的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。
遥感数字图像中的像素成为亮度值。亮度值的高低由遥感传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。由于地物反射或辐射电磁波的性质不同受大气的影响不同，相同地点不同图像的亮度值可能不同。
图像的每个像素对应三维世界中的一个实体、实体的一部分或多个实体。在太阳照射下，一些电磁波被这个实体反射，一些被吸收。反射部分电磁波到达传感器被记录下来，成为特定像素点的值。
1.2遥感数字图像处理
1.2.1遥感数字图像处理概述
遥感数字图像处理是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操作的过程。
遥感数字图像处理主要包括三个方面
1.图像增强，使用多种方法，如：灰度拉伸、平滑、锐化、彩色合成、主成分变换K-T 变换、代数运算、图像融合等压抑、去除噪声、增强整体图像或突出图像中的特定地物的信息，是图像更容易理解、解释和判读
图像增强着重强调特定图像特征，在特征提取、图像分析和视觉信息的显示很有用。
2.图像校正：图像校正也成图像回复、图像复原，主要是对传感器或环境造成的退化图像进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。
信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则。
1.2.2 遥感数字图像处理系统
数字图像处理需要借助数字图像处理系统来完成。一个完整的遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分。
1.硬件系统
包括计算机、数字化设备、大容量存储、显示器和输出设备以及操作台
1）计算机
是图像处理核心，大的内存和高的CPU速度有助于加快处理的进度。
2）数字化设备
为了采集数字图像，需要两种设备：一种是传感器，能够将所接收的电磁辐射能量转变成与能量成正比的电信号；另一种是数字化设备，能够将上述电信号或模拟信号转换成数字的形式。这两种设备安装在遥感系统的遥感平台上，用户得到的是数字图像。
3）大容量存储设备
4）显示器和输出设备
显示器是最基本的图像显示设备。
5）操作台
操作台是安置数字化设别、输出设备和图像处理设备的辅助平台。良好的图像处理环境有助于保证图像处理质量
2.软件系统
1）ERDAS IMAGING图像处理系统
2ENVI
3）PCI
4）ER MAPPER
第二章遥感数字图像的获取和存储
2.1遥感图像的获取和数字化
2.1.1遥感系统
遥感是遥感信息的获取传输处理以及分析判读的应用的过程，遥感的实施依赖于遥感系统
遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息的收集、存储、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系，主要包括遥感试验、信息获取、信息传输、信息处理、信息应用等5各部分
2.1.2 传感器
传感器又称遥感器，是收集和记录电磁辐射能量信息的装置，是信息获取的核心部分。
2.1.3 电磁波语传感器
按电磁波在真空中波长或频率的变化顺序可划分为若干波段，每个波段为一个波长范围紫外遥感：探测波在0、05~0.38um之间
可见光遥感0.38-0.76um
红外遥感：0.76-1000um
微波遥感1mm-10m
多波段：质探测波在可见光和红外在范围内，再分为若干窄波段来探测目标
在很多情况下，人们会对热红外波段的数据感兴趣，因为热红外能够用来测量表面温度，而且能在夜间获取数据。微波数据与某些水文变量有关
2.1.4 传感器的分辨率
传感器的分辨率是指传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力。高分辨意味着区分能力强，能够区分小的相邻地物。低分辨率意味着能够获取大范围的平均福照度，对地物较难辨别。
传感器分辨率指标主要有四个：辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率。
1.辐射分辨率
辐射分辨率是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率意味着可以区分信号强度微小差异。
2.光谱分辨率
是传感器记录电磁光谱中特定波长的范围和数量。波长范围窄，光谱分辨率高
3.空间分辨率
是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标最小的距离。它是表征图像分辨地面目标细节能力的指标空间分辨率通常用像素大小、解像力或视场角来表示
像素是将地面信息离散化而形成的网格单元，在遥感图像中，单位为米，像素微微正方形
解像力又称解像率，用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行线的条数来表示
瞬间视场角是传感器的瞬时视场，又称传感器的角分辨率根据长安器的空间分辨率不同，遥感图像分为高空间分辨率图像、中空间分辨率图像、地空间分辨率图像
高空间分辨率图像，空间分辨率小10米
中空间分辨率为10-100米
地空间分辨率大于100米
4.时间分辨率
对同一目标进行重复探测，相邻两次探测的时间间隔成为时间分辨率
2.1.5 采样和量化
1.采样
将空间上连续的图像变换成离散点的操作成为采样。采样时，联系的图像空间被划分为网格状，并对每个网格内的辐射值进行测量。通过采样，才能将连续的图像转换为离散的图像，供计算机进行数字图像处理。
采样间隔和采样孔径是两个很重要参数，
采样间隔影响地物的真实性，间隔越小，图像越接近真实，但采样成本高，存储空间大2.量化
采样后图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度值没有变化。量化是将像素的灰度值换成证书灰度级的过程。一般数字如想灰度级为2的整数幂
2.3遥感图像类型
2.3.1不相干图像
不相干图像为光学遥感所产生的遥感图像，通过自然光源或者通过非相干辐射源得到。
2.3.2相干图像
相干图像为微波遥感所产生的图像
2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
2.4.1 数据级别
0级：未经过任何校正的原始图像数据
1级产品：经过初步辐射校正的图像处理
2级：经过系统及的几何校正
3级：经过集合精校正，即利用地面控制点对图像进行校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。
2.4.2元数据
是关于图像数据特征的表述，是关于数据的数据。元数据描述了图像获取有关参数和获取后所进行的处理
元数据最重要的是信息源，没有元数据，图像就没有使用价值
2.4.3通用遥感图像数据格式
数字图像数据主要是二进制格式的文件，保存在光盘、磁盘和磁带中，遥感图像包括很多波段，但主要有但中方
1.BSQ是像素按波段顺序一次就排列的数据格式。
2.BIL
像素先以行为单位分块，在每个块内，按照波段顺序排列像素，同一行不同波段数据保存在一个数据块中。像素的空间位置在列的方向上是连续的。
3.BIP格式
BIP格式中，以像素为核心，像素的各个波段数据保存在于其，打破了像素空间位置的联系性。保持行顺序不变，在列的方向上按列分块，每个块内位当前像素不同波段的像素值。
2.4.4特殊遥感图像数据格式
1.陆地资源卫星L5的数据格式
2.HDF数据合适
HDP层次数据格式，优势在于
独立于操作平台的可移植性
超文本
自我描述
可扩展性
3.TIFF图像格式
图像格式复杂，存储信息量大
TIFF是一种通用的位映射图像格式，可以支持从单色到24位真彩色的任何图像，其特
点是扩展性好，移植方便，可改性强。它可以在不影响原有应用程序读取图像文件的同时让图像支持新的信息域，也可以在不违反原有格式的前提下至此新的图像类型。4.GEOTIFF图
像格式
支持3种坐标空间：栅格空间、设备空间和模型空间
2.4.6 图像文件的小大
图像文件的大小
是图像行数*图像列数*每个像素的字节数*波段书*辅助参数2.5 数字图像分辨率
2.5 数字图像分辨率
单位长度所表达或获取的像素数量称为图像分辨率。图像分辨率指图像上的点被映射或指定到给定的空间里的数量，是图像中的主要分辨距离。
图像有很多像素组成，每一个像素是图像的一个采样点。像素多少是衡量图像信息量的标准。单位距离内图像的采样点越多，图像中包含的信息量就越大；图像的尺寸越大，像素就越多
第三章遥感数字图像表示和统计描述
3.1 遥感图像模型
遥感图像时传感器通过探测地物电磁波辐射能量所得到的图像，反应连续变化的物理场。虽然波段不同，记录的辐射能量、成像方式以及成像系统等也有差异，但还是可以从理论角度归纳到一个具有普遍意义的模型，遥感图像模型
多源图像：在同一个地区，随时间、波段和极化方向不同而获取的多个图像的组合
3.2遥感图像的数字表示
在图像处理中，为了便于问题的分析，需要用数学方式来比表示图像。表示图像的基本方法有两类，确定的于统计的
3.2.1 图像的确定性表示
一幅图记录的是地物辐射能量的空间分布
1 图像的矩阵表示
离散化后的数字图像时一个整数阵列，在数字上把它看成一个矩阵F。数字图像中的每一个像素就是矩阵中的相应元素。把数字图像用矩阵来表示，有点是便于应用矩阵理论对图像进行处理分析。
2.图像的向量表示
3.2.2图像的统计性表示
由于测量上的误差以及各种干扰因素的存在，图像的像素值变化时具有随机性的特点。多数人认为，遥感图像中某一个灰度级内像素出现的频率是服从高斯分布，即密度函数是正态的。一般说来，图像的概率分布难以用某一分析式来表示，但通过分析直方图，灰度级内的像素频率总可以找出来。从统计学角度，图像的数字特征可作为区分或识别图像中地物的一句。因此，图像处理中，普遍将图像的灰度级看成是随机变量。
3.3 单波段图像的统计特
3.3.1 基本统计特征
1反映像素值平均信息的统计参数
均值：像素值的算术平均值，反应的是图像中地物的平均反射强度，大小由图像中主题地物的光谱信息决定。
中值：值图像中所有灰度级中处于中间的值，当灰度级数为偶数时，则取中间两级灰度值的平均值。由于一般遥感图像的灰度级都是连续变化的，因而大多数情况下，中值可通过最大灰度值和最小灰度值来获得
中数：图像中出现次数最多的灰度值，反应了图像中分布较广的地物反射能量
2.反射像素值变化信息的统计参数
方差：像素值与平均值差异的平方和，表示像素值的离散程度
方差是衡量图像信息量大小的重要度量
变差：像素最大值与最小值的差
变差表示图像灰度值的变化程度，简介地反映了图像的信息量
反差：反应图像的显示效果和可分辨性，又称对比度。可用像素值的最大值/最小值、最大值-最小值、方差来等来表示。反差小，地物之间的可分辨性小。因此，图像处理的一个基本目的是提高图像的反差。
3.3.2直方图
1定义
直方图是灰度级的函数，描述的是图像中各个灰度级像素的个数。对于数字图像来说，直方图实际就是灰度值概率密度函数的离散化图形。
根据图像像素的灰度值范围，以适当的灰度间隔为单位划分为若干等级，以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一灰度级具有的像素数或该像素数占总像素数的比例值，做出统计图，即为统计直方图。
2.直方图的性质
1）直方图反映了灰度的分布规律。它描述的每个灰度级具有像素个数，但不包括这些像素在像素中的位置信息。在遥感数字图像处理中，可通过修改图像直方图来改变图像的反差；2）任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图
3）如果一幅图像仅包括两个不相连的区域，并且每个区域的直方图一直，则整幅图像的直方图就是这两个区域的脂肪图纸和
4）由于遥感图像数据的随机性，在图像像素数足够富哦且地物类型差异不是非常悬殊的情况下，遥感图像数据与自然界的其他现象一样，服从接近正态分布、
3.直方图应用
根据直方图的形态可以大致推断图像反差，然后可通过有目的的改变直方图的形态来改善图像的对比度。
一般说来，如果图像的直方图接近正态分布，则这样的图像反差适中；如果直方图峰值位置片次昂灰度值大的一边，图像片两；如果峰值偏向灰度值小的一边，图像偏暗；峰值变化过陡、过窄，则说明图像的灰度值过于集中，反差小。
4 累计直方图
以横轴表示灰度级，纵轴表示每一个灰度级及其以下灰度级所具有的像素数或此像素数占总像素数的比值，做出的直方图即为累计直方图，累计直方图可以看成是累计离散概率分布。
5.基于直方图的统计参数
3.4 多波段图像的统计特征
遥感数字图像往往是多波段数据的处理，处理过程中不仅要考虑单个波段图像的统计特征，也要考虑波段间存在的相关性，多波段图像见的统计特征不仅是图像分析的中主要参数，而且还是图像合成方案的主要依据之一
如果各个波段或多幅图像的空间位置可以相互比较，那么可以计算它们之间的统计特征，协方差和相关系数是两个基本的统计量，其值越高，表明协变性越强。在使用摇杆图像中，高光谱数据各个波段之间的相关性尤其突出。
利用图像之间或波段之间的相关性，可以实现图像的压缩处理，图像还原
1.协方差
协方差矩阵
2.相关系数
相关系数描述波段图像之间的相关程度的统计量，反映了两个波段图像所包含信息的重
叠程度
3.直方匹配
3.5窗口、邻域和卷积
3.5.1窗口和邻域
对于图像中的任一像素（x,y），一次为中心，按照上下左右对称所设定的像素范围，成为窗口。窗口多为矩形，行列数为基数，并按照行*列的方式来命名
中心像素周围行列成为该像素的邻域。邻域按照与中心像素相邻的行列总数来命名。3.5.2卷积运算
卷积是空间域上针对特定窗口进行运算，是图像平滑、锐化中使用的基本计算方法。
窗口模块式=是相邻像素对中心像素影响程度的表述，根据工作目的来选择，也可以根据问题要求来创建。模块内像素值可以使固定的，也可以随着窗口变化
3.5.3滤波
从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术
狭义的说，滤波是指改变信号中各个频率分量的过程。
3.6纹理
纹理是由纹理基元按照某种确定性规律或只是按照某种统计规律重复排列组成的，
纹理可分为人工纹理和自然纹理
一般来说，纹理在局部区域内呈现不规则性，而在宏观又表现出某种规律，这是一种与图像空间区域有关的特征，只有在图像的某个区域上才能反映和测量出来
常用的纹理有粗细度、方向性、对比度
对纹理特征的描述方法有统计方法和结构方法
3.6.1 空间自相关函数方法
粗糙度是纹理的一个重要特征。
共生矩阵方法
第四章图像显示与拉伸
图像增强用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像的目视解释效果。本章通过增加可视化信息的彩色合成方法和改善图像对比度的图像拉伸方法。增强后的图像在保留了整体效果的同时，增加了可视化的程度，并突出感兴趣的地物特征。
4.1 数字图像的显示
狮子图像是以数字形式存储的，具有不可视性。图像内容只有通过可视化的方式加以显示，才能为人们所感知，并进行处理和分析。
图像的显示过程是将数字图像从一组离散数据还原为一幅可见图像的过程。图像的处理和分析过程都是基于图像数据运算，并以数字或决策的形式给出处理和分析过程，其中间过程不可视。通过图像显示，用户可以监视图像处理分析过程，与处理分析软件交互控制处理分析过程，对比不同的处理方案，并对结果进行检验。
4.1.4颜色特征
颜色是外界光作用于人的视觉器官而产生的主观感觉，分为两大类：彩色和非彩色。
彩色是指出了黑白系列以外的各种颜色。彩色有三个基本属性：色调、明度和色度。
色调是色彩最重要最基本特征。
明度是颜色的亮度在人们视觉上的反映，是从人的感觉上来说明颜色的性质。
色度是水中溶解性的物质或胶状物质呈现出米黄色乃至黄褐色的成素，包含有色调信息，但没有亮度信息。
4.1.2颜色空间
RGB 和CMYK
4.1.2颜色模型
颜色模型化的目的是按照某种标准里通用基色来表示颜色。实质上，一种颜色模型是用一个三维坐标系统及这个系统的一个子空间来表示的，在这个系统中每种颜色都由一个单点表示。
1.RGB颜色模型
RGB彩色模型中的图像是由三个独立的图像面构成的，每个平面代表一种颜色。当输入RGB的监视器时，这3个图像在屏幕上组合产生了合成彩色图像。
应用：彩色摄像机，航天和卫星多光谱图像数据的处理。
2.CMY
3.YIQ
彩色电视广播
4.HIS面向彩色图像处理最常用的颜色模型
4.1.4图像显示
彩色显示
数字图像处理戒指彩色显像管来显示彩色图像，它用相加混合法产生各种颜色。相加混
合的基本规律是：
红色+绿色=黄色
红色+黄色=紫色
蓝色+绿色=青色
红色+蓝色+绿色=白色
黄色=白色-蓝色
紫色=白色-绿色
青色=白色-红色
黄色+紫色=白色-蓝色-绿色=红色
黄色+青色=白色-蓝色-红色=绿色
紫色+青色=白色-绿色-红色=蓝色
黄色+Ise+青色=白色-蓝色-绿色-红色=黑色
4.1.5显示设备的选择和校正
1.设备选择
2.显示器的校正
4.3 图像的彩色合成
彩色合成包括伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成和模拟彩色合成，其中伪彩色合成是将单波段灰度图像转变为彩色图像的方法，真彩色和假彩色合成是彩色合成法，模拟真彩色合成通过模拟产生近似真彩色的彩色合成方法。这些彩色合成方法往往又被称为彩色增强4.2.1伪彩色合成
伪彩色合成是把单段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色，然后进行彩色图像显示方法，主要通过密度分割方法来实现。
密度分割法是对波段遥感图像按灰度级分级，对每一级赋予不同色彩，使之变为一幅彩色图像。
密度分割中的彩色是认为赋予的，与地物的真实颜色毫无关系，因此被称为伪彩色。
经过密度分割后，图像的分辨力得到明显提高，如果分级与地物光谱特性的差异对应较好，可以较准确区分出地物类别
4.2.2真彩色合成
如果彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似，那么得到的图像颜色与
真彩色近似，这种合成称为真彩色合成。使用真彩色合成的优点在于合成后的颜色更接近自然色，与人们对地物的视觉感觉相适应，更容易对地物进行识别
4.2.3 假彩色
假彩色是最常用的一种方法，它与伪彩色不同在于，假彩色合成使用的数据时多波段图像
4.2.4 模拟真彩色合成
由于蓝光容易受到大气中的气溶胶的影响，有些传感器舍弃蓝色波段，因此通过彩色无法得到真彩色图像。这时，可通过某种形式的运算得到模拟的红绿蓝3个通道，然后通过彩色合成近似产生真彩色图像
4.3图像拉伸
拉伸是最近本的图像处理方法，主要用来改善图像显示的对比度。如果图像对比度比较低，那么就无法清楚的表现出图像中地物之间的差异，因此，往往需要在显示的时候进行拉伸处理。
拉伸以波段为处理对象，它通过处理波段中锋单个像素值来实现增强的效果，在此过程中，图像直方图是选择拉伸具体方法的基本依据。
4.3.1灰度拉伸
成像系统只能获取一定亮度范围内的值，亮度最大值与最小值之比称为对比度。由于成像系统的量化级优先，常出现对比度不足的弊端，是图像看起来比较模糊、暗淡。通过灰度拉伸可加大图像的动态范围，增强图像的对比度，是图像变得更加清晰。
灰度拉伸分为线性拉伸和非线性拉伸
4.3.2 图像均衡化
如果图像拉伸后直方图不理想，可以通过直方图的均衡化做适当修改。直方图均衡化的基本思想是对原始图像的灰度值做某种映射变换，是变换后的图像灰度的概率密度成均匀分布，即变换后图像的像素灰度级均匀分布。这意味着图像灰度的动态范围得到了增加，从而提高了图像的对比度。
4.3.3直方图规定化
直方图规定化是使单波段图像的直方图变成规定形状的直方图而对图像进行转换的增强方法。规定形状的直方图可以参考图像的直方图，通过转换，使两幅图的亮度变化规律尽可能接近；规定形状的直方图也可以是特定函数形式直方图，从而使转换后图像的亮度尽可能服从这种函数分布。
第五章图像校正
利用传感器观测目标的反射或辐射能量使传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理性质是不一样的，这是因为测量值中包含了太阳位置和角度条件、薄雾等大气条件，或因传感器的性能不完备等条件引起的失真。
为了正确评价目标的反射或辐射特性，必须清除这些失真。消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程称为辐射量校正。简称辐射校正
辐射校正的目的是尽可能消除因传感器本身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声等引起的传感器的测量值与目标的光谱反射或光谱辐射亮度等物理量之间的差异；尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作做好准备
辐射校正包括三个部分：传感器端的辐射校正、大气校正和地表辐射校正
5.2 辐射传输
5.1.1 基本概念‘
1.立体角
点状物体辐射通常是以球面波的形式向外均匀传播能量。立体角用来衡量一个方向上某个面接受辐射量的大小。一个圆锥面所围成的空间按部分称为立体角
2.辐射通量
单位时间内通过某一表面的辐射能量称为辐射通量W
3，辐照度、辐亮度和辐射度
辐照度是指单位时间内单位面积上接受辐射能量
辐亮度这辐照度是指，沿着辐射方向、单位面积、单位立体角上的辐射通量。
4.反射率、吸收率和透射率
反射率是反射能量与入射能量的比值，吸收率是吸收能量与入射能量的比值，透射率是透射能量与入射能量比值。在截止内部，反射率、吸收率。和透射率为1
5、反照率
反照率不同于反射率，指界面反射的福照度与内部反射的福照度之和与入射的福照度的比值
5.1.2 电磁波的大气传输
太阳能随着波长的不同差异很大，在可见光范围内出现峰值。获取一幅图像时，为了将
图像的辐射亮度值转成反射率，入射的太阳能光谱必须是已经得、假设的或间接的来自其他测量。
1.可见光和红外传输
由于空气分子和悬浮颗粒的散射，可见光在大气层传输时会被削弱。传感器接受到大气辐射部分电磁波称为程辐射，路径辐射
大气中分子散射对波长较短的电磁波有影响，而对红外线没有影响
5.2辐射误差
传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率与光谱辐射量度等物理量之间的差值称为辐射误差。辐射误差造成遥感图像的是真，影响人们对遥感图像的判读，介意，因此必须消除。
辐射误差产生的原因主要有：
传感器的响应特性和外界环境，其中后者包括大气和太阳辐射，
5.3辐射误差矫正
1.光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象的改正
在使用透镜的光学系统中，由于透镜光学特性的非均匀性，在城乡平面上边缘部分比中间部分暗，及边缘减光。
2.条纹
遥感图像中国的条纹主要是由检测器引起的。条纹误差判定和消除的常用方法有：平均值法、直方图法及在垂直扫描线上采用最近邻法
3.半点
半点误差主要由噪音或磁带误码率造成的
4.灰度一致化
5.4 传感器端辐射校正
大气顶面辐射校正或大气上界辐射校正，主要包括可见光和近红外波段辐射校正、红外波段的辐射校正和灰度级和辐亮度、TM的辐射校正
5.5大气校正
消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程为大气校正。大气校正有三种方法：统计学、辐射传递方程计算、波段对比法
5.5.1 统计学方法
1.内部平均法
校正后为相对反射率值
2.平均域法
3.经验线
5.5.2辐射传递方程计算
利用辐射传递方程得到的只是近似解，改进的方法是获取图像的同时，利用搭载平台上其他传感器获取气溶胶密度和水蒸气数据，然后利用这些数据进行大气校正
5.5.3波段对比法
该方法的理论依据是大气散射的选择性，即大气散射对短波影响大，对长波影响小。1 1.回归分析法
在不受大气影响的波段和待校正的波段和待校正的某一波段图像中，选择最黑区域中的一系列目标，将每个目标的两个待比较的波段亮度值提取出来进行回归分析。这种方法称为暗像素法
2.直方图法
遥感图像的光谱包括了可见光和红外线范围，路径辐射上的影响不能被忽略，如果的图像内包括暗色地物或地形影响，可从各个波段中减去最小的亮度值进行校正
5.6 地面辐射校正
5.6.1太阳辐射校正
地标一个区域反射的能量取决于辐射这个区域的太阳能和能量的入射角。入射角是入射能量的路线与地表法线间的夹角。
太阳辐射校正，主要是由太阳高度角导致的辐射误差，即将太阳光线倾斜照射获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像
1.公式法
2.波段比值法
5.6.2 地形辐射校正
如果地形不平坦，受坡度和坡向影响，传感器获得的能量也会发生变化。
一个区域获得的能量会因阴影而有所减少。由地形或云投射的阴影引发想着成片的连续的像素。
地表反射到传感器的太阳辐射亮度与地表坡度有关。由此产生的辐射误差，可以利用地表法线向量与入射向量之间的夹角来校正。对于多个波段图像，利用波段壁纸也可以消除地表坡度的影响。
5.7 图像几何误差的主要来源
遥感图像的几何误差可分为静态误差和动态误差两大类。静态误差是指成像过程中，传感器相对地表成静止状态时所具有各种误差；动态误差则主要是由于成像过程中地球的旋转所造成的图像误差。
静态误差可分为内部误差和外部误差。内部误差主要是由于传感器自身性能、技术指标偏离标准数值造成的。
外部误差指的是传感器本身处于正常工作条件下，由传感器意外的各因素所造成的误差。
5.8 几何精纠正
几何精纠正又称几何配准，是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。
5.8.1 基本原理
遥感图像纠正是通过计算机对图像每个像素逐个解析纠正处理完成的，所以能够较精确地改正线性和非线性变形误差
几何精纠正的基本原理是回避成像的空间几何过程，直接利用地面控制点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，并且认为遥图像的总体畸变可以看作是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高次的基本变形的综合作用的结果。
几何精校正据图实现过程就是：利用地面控制点数据确定一个模拟几何畸变的数学模型，以此建立原始图像空间与标准空间的某种对应关系，然后利用这种对应关系，把畸变图像空间中的全部像素变换到标准空间中，从而实现图像的几何精纠正
几何精纠正的基本技术是同名坐标变换方法，即通过在基础数据和图像中分别寻找地面控制点的同名坐标，并借此建立变换关系来进行几何精纠正
5.8.4 地图投影
控制点的地理坐标与地图的要求必须保持一致。
5.8.5多项式纠正方程
5.8.6 重采样
重采样过程包括两步：像素位置变换和像素值变换。
1.像素位置变换
像素位置变换时按选定的纠正方程把原始图像中的各个像素变换到输出图像相应的位
置上去，变换方法分为直接成图法和间接成图法
2.图像重采样方法
常用的重采样方法有最邻方法、双线内插法和三次卷积方法
1.最近邻重采样法
简凡、保持想告诉不变，但是纠正够的图像可能具有不连续性，会影响制图效果。当相邻像素灰度值差异较大时会产生较大误差。
2.双线内插法
简单且具有一定精度，一般能得到满意的插值效果。缺点是此方法具有低通滤波的性质，会损失图像中的一些边缘或线性信息，导致图像模糊
3 三次卷积内插重采样
图像平滑，缺点是计算量大
4.双像素重采样法
较好保持图像清晰度
5.8.7多图像几何配准
多图像是指同一地区不同时刻的图像，或不同传感器获取的图像。多图像几何配准就是指将多图像的同名图像通过几何变换实现重叠，通常作相对配准，将相对配准后的多图像纳入某一地图坐标系统，称作绝对配准
第六章图像变换
达到图像处理的某种目的而使用的数学方法，通过这种数学变换，图像处理起来教变换起来更加方便和简单。由于这种变换是针对图像函数而言，所以称为图像变换。
目的：简化图像处理；便于图像特征提取；压缩；从概念上增强对图像信息的理解。
图像变换两个过程：正变换和逆变换。通过正变换将图像变换为新的图像，然后进行处理。通过逆变换将处理后的图像还原为原始形式的图像，以便与原始图像进行对比。
6.1傅里叶变换
傅里叶变换是变换域分析一种广泛使用的工具，在图像处理中是一种有效而重要的方法。在图像处理中，傅里叶变换应用非常广泛，如图像特征提取、频率域滤波、周期性噪声去除、图像回复、文理分析等。把傅里叶变换的理论与遥感图像的物理解释相结合，有利于解决大多数遥感图像处理问题
傅里叶贡献在于，任何周期函数都可以表示为不同频率的正弦于余弦形式，每个正弦/
余弦*不同的系数
6.1.1 基本概念
傅里叶变换最早应用于数学信号处理，用来处理非周期信号
1. 傅里叶变换和频谱
2. 连续信号的滤波于卷积
3.离散信号的滤波于卷积
4.图像的傅里叶变换
6.1.2 二维离散傅里叶变换
6.1.3 傅里叶变换的基本性质
傅里叶变换有以下重要性质
1）对称型：函数的偶数分量对应傅里叶变换后的偶数分量，奇函数分量对应奇函数分量，但要引入系数j
2）位移定理：函数位移的变化不会改变其傅里叶变换的幅值，但会产生一盒相位变换3）假发定理：时域中的加法对应频域中加法
4）相似性定理：窄函数对应一个宽傅里叶变换，宽函数对应一个窄傅里叶变换
5）卷积定理：时域中的函数卷积对应频域中的函数成绩；或者说两个函数卷积的傅里叶变换等于它们各自傅里叶变换的乘积。如果函数是在有限维空间的图像，只有假设每个图像在各个方向上都有周期性的重复，卷积定理才能成立。
6）共轭性：将函数傅里叶变换的共轭输入傅里叶变换程序得到该函数的共轭，也就是说，完全可以利用傅里叶变换程序计算傅里叶逆变换而无需重读边学逆变换程序。
7）RATLEIGH定理：傅里叶变换前、后的函数具有相同的能量。
对于二维傅里叶变换，还有两个特殊重要性质
1）可分离性：如果二维函数可以分解为两个一维分量函数，那么傅里叶变换后的函数也可以分解成两个一维分量函数，这也就是说，对二维函数作傅里叶变换可以分为两个步骤，首先视某一个方向变为常数，对另一个方向作一维傅里叶变换，在对的得到的变换结果作另一个方向上的一维傅里叶变换。
2）旋转：如果函数在时域中旋转一个角度，那么其傅里叶变换也会旋转相同的角度6.1.4 快速傅里叶变换
6.1.5 频率域图像
在空间域图像中，现行的地物为高频成分，大块面状的地物为低频成分，图像经过傅里叶变换后产生频率域图像，这些控件频率信息被突出出来
考虑到傅里叶变换具有对称性，为了便于显示，频率域图像往往以图像的中心为坐标原点，左上-右下，右上-左下对称。图像中心为原始图像的平均亮度值，频率为0 。从图像中
心向外，频率增高。高亮度表明频率特征明显。此外，频率域图像中明显的频率变换方向与原始图像中地物分布方向垂直。如果原始图像中有多种水平反而内部的地物，那么频率域图像中在垂直方向上的频率变化比较明显。
傅里叶变换的基本流程
1）正方向FFT
2）定义滤波器
3）逆向FFT
6.2主成分变换
主成分变换是基于变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息的前提下的一种现行变换方法，主要用于数据压缩和信息增强，在遥感软件中，主成分变换常被称作K-L变换
6.3 缨帽变换
K-T变换
缨帽变换旋转坐标控件，但旋转后的坐标轴不是指向主成分方向，而是指向另外方向，这些方向域地物有密切的关系，特别是与植物生长过程和土壤有关。缨帽变换既可以实现信息压缩，又可以帮助解译分析农作物特征，具有很大的实际意义。目前主要用于MSS与YM 两种遥感影像。
6.4 代数运算
对于多波段遥感图像和经过控件配准的两幅但波段遥感图像，可以通过代数运算来突出特定地物信息，从而达到某种增强目的
代数运算是根据地物本身在不同波段的灰度差异，通过不同波段之间简单的代数运算产生新的波段，达到突出感兴趣的地物信息、压抑不感兴趣的地物信息的图像增强方法，进行代数运算后，数值范围可能超过显示设备的范围，因此在显示的时候往往还需要进行灰度拉伸。
1.加法运算
B=B1+B2
加法运算主要用于同一区域不同时段图像球平均，这样可以减少图像的加性随即噪声，或者获取特定时段的平均统计特征。进行加法运算的图像成像日期不应相差太大，
2.差值运算B=B1-B2
差值图像提供了不同波段或不同时相图像间差异信息，在动态监测，运动目标检测与跟踪、图像背景消除、不同图像处理效果的比较及目标识别等工作中应用较多。
差值运算后的图像反应了同一地物在这两个波段上的差异。地物反射率在不同波段上的特征不同，差值运算后图像上差异大的地物得到突出而容易识别出来。
3.乘法运算
B=B1*B2
乘法运算可用来遮掉图像的某些部位。
4.比值运算
B=B1/B2
闭住运算是两个不同波段的图像对应像素的灰度值相除，是遥感图像处理中常用的方法。比值运算可以降低传感器灵敏度随空间变化造成的影响，增强图像中特定区域；降低地形导致的阴影影响，突出季节差异
5.归一化指数
B=(B1-B2)*(B1+B2)
典型的归一化指数是植被指数
6.植被指数
根据地物光谱反射率差异做比值运算可以突出图像中制备的特征、提取植被类型或估算在绿色生物量，能够提取制备算法称为植被指数
6.5 彩色变换
遥感图像处理系统经常会采用HIS模型H色调、I强度、S饱和度
第七章图像滤波
图像滤波可以从图像中提取空间尺度信息，突出图像的空间信息，压抑其他无关信息，或者去除图像的某些信息，恢复其他信息。因此在，图像滤波也是一种图像增强方法。
图像滤波可以分为空间域滤波和频域滤波。空间域滤波通过窗口卷积核进行，它参照相邻像素改变单个像素的灰度值，这是当前主要的滤波方法，频率域滤波是对图像进行傅里叶变换，然后对变换后的频率域图像中的频谱进行滤波
图像滤波的操作时邻域操作，通过图像的卷积运算实现，如果考虑的邻域较小，在空间域进行滤波的效率会更高一些
图像滤波每次仅对一个波段的图像处理。不同波段的图像特征不同，往往需要选用不同的模板进行滤波处理
7.1 空间域滤波和频域滤波
《遥感数字图像处理》习题与标准答案
《遥感数字图像处理》习题与答案 第一部分 1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。 答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。 2.怎样获取遥感图像？ 答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。 m= 3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。 答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。 ①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。 ②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。 m=时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8 度级别有256个。用0—255的整数表示。这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。 4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些容？ 答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。 其容有： ①图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 ②数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 ③数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。 ④多源信息复合（融合）。 ⑤遥感数字图像计算机解译处理。 5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。 答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。 6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前，比较著名的全数字摄影测量系统有哪些？
遥感数字图像处理复习资料
第一章： 1.冈萨雷斯定义图像是对客观对象的一种相似性的描述或写真，包含了被描述或写真对象的信息，其英文为image，辅助性定义，是以某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息，是二维数据阵列的光学模拟。图像分为数字图像和模拟图像。 2.数字图像的基本单位是像素（像元），图像像素是长宽大小相等的方格，具有特定的空间位置和属性特征，像素的基本属性特征为像素值。 3.遥感数值图像是一数学形式存储和表达的遥感图像。遥感数值图像中的像素值又称为亮度值（灰度值、灰度级）。 4.遥感数值图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感数值图像中的像素进行系列操作的过程。 5.遥感数字图像处理的内容包括：1）图像增强:使图像更容易理解。2）图像矫正：使图像信息尽可能地反应实际地物的辐射信息、空间信息和物理过程。3）信息提取：提取地物的空间分布格局信息。 6.遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统是进行图像说必须的设备（包括计算机，数字化设备，存储设备，现实和输出设备，操作台），软件系统指进行图像处理的各种程序（如ERDAS/PCI/ENVI/ER）。 第二章 7.遥感平台是传感器的载体，有近地面，吊车，飞船，飞机，卫星等。 8.传感器又称为遥感器，是手机和记录电池辐射能量信息的装置。 9.根据数据记录方式，传感器类型可分为成像方式和非成像方式两大类。成像传感器按成像原理分为摄影成像和扫描成像。 10.摄影成像方式的传感器主要是摄影机，包括框幅摄影机，缝隙摄影机，全景摄影机，多光谱摄影机等，在快门打开后几乎瞬间同时接受目标的电磁波能量，聚焦后记录下来称为幅影像。现在常用的数码照相机就是摄影成像。最初的摄影成像方式与传统照相机成像方式不一样。用数码照相机进行拍照摄影，可直接产生数字图像。 11.传感器按烧面方式又可分为两种：目标扫面传感器和影响面扫面传感器。 12.按电磁波在真空中波长或频率的顺序将波长划分成波段，每一波段为一个波长范围，按使用的刚做波段，可将传感器分为紫外，可见光，红外，微波，多波段等类型。 13.传感器分辨率指标有是个：辐射分辨率，光谱分辨率，空间分辨率和时间分辨率。 14.空间分辨率指遥感图像上能详细区分的最小单元的尺寸或大小。空间分辨率通常用像素大小，解像力或视场角来表示。 15.像素是将地面信息空间离散化而形成的格网单元，在遥感图像中，像素大小的单位为米。 16.视场角是传感器的受光范围，也称为立体角，它与摄影机的四角和扫描仪的扫描宽度含义相同。 17.时间分辨率：传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。时间分辨率的两个指标：一个是传感器本身设计的时间分辨率，受卫星运行规律影响，不能改变；另一个是根据应用要求人为设计的时间分辨率，它等于或小于卫星传感器本身的时间分辨率。因此有重返周期和重复周期。 18.重复周期又称回归周期。
遥感数字图像处理实习1
（1）以多波段组合方式将GeoTIFF格式的白银市TM原始数据转换为ENVI Standard 格式： 利用Basic Tools/Layer Stacking弹出对话框然后Import File，弹出对话框，导入GeoTIFF格式的TM原始数据，选择波段1、2、3、4、5和7， 点击OK，利用Choose选择输出路径及文件名，同时可以利用Reorder Files对输入的文件根据自己的需要进行调换顺序，点击OK输出ENVI Standard格式的数据。 （2）查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息，然后编辑头文件： 利用Basic Tools/Resize Data弹出对话框里面选择要查看的影像，左 边会出现其基本信息，如图所示：也有投影信息，既可以用来看单波段的也可以看合成后整个影像的信息。在对话框下，合成影像的名字上右击，选择Quick Statistics弹出对话框，在此对话框中点击Select Plo下拉菜单，选择单波段或者多波段的直方图，相应的对话框中会出现直方图（在结果与分析中记录），还可以右击选择edit修改横、纵坐标的单位。 同样的在合成影像的名字上右击，选择Edit Head，弹出对话框
然后点击Edit Attributes/Band Name弹出对话框，选中波段输入修改 后名字，点击OK即可进行波段名字的修改。点击Edit Attributes/Wavelengths弹出进行相应的波长的修改。 （3）在View视窗中，利用影像缩小、放大、漫游工具识别影像中的土地利用/土地覆盖类型: 可以结合当地的google earth上高分辨率的遥感影像，进行识别，利用Viewer视窗下Tools/SPEAR/Google Earth/Jump to Location可以在google earth上显示View主视窗中相应选中地物对应的位置。 （4）利用Viewer视窗打开影像，分别选取4、3、2和7、4、2波段组合进行假彩色合成，观察实习内容中所要求地物的色调变化： 利用File/Open Image File，选择第1步合成的ENVI Standard 格式的数据，弹出对话框，在其中选择RGB Color，将R、G、B分别设为4、3、2波段，点击Load Band，在Viewer#1中出现了4、3、2波段组合的假彩色图像，再在此窗口中，点击Display/New Display,弹出Viewer#2，选择RGB Color,将R、G、B分别设为7、4、2波段，点击Load Band，在Viewer#2中出现了7、4、2波段组合的假彩色图像，在Viewer窗口中右击选择Link Displays，弹出对话框，点击OK，可以把两个窗口中同一位置进行连接起来， 即其中一个窗口放大、缩小、漫游到某个位置，另外一个也跟着漫游到其相对应的位置。这样可以进行地物色调变化的对比。 （5）提取6种地物在不同波段的数值（Digital Number，DN），做光谱剖面图： 在Viewer视窗中Tools/Profile/Z Profile(Spectrum)弹出对话框,在其 Options下拉菜单中勾选Plot Key,对话框中出现了Viewer视窗中选中的目标地物的X，Y坐标，然后勾选Collect Spectra，鼠标箭头变为十字箭头，在目标地物中取九个点（本来图上就有一个，总共是十个点），然后在选择File/Save Plot As/ASCII弹出对话框 ，点击Select All Items，利用Choose选择输出路径和文件名，点击 OK，将其保存为.txt格式。选六种地物，重复以上操作，提取不同波段的数值（Digital Number，DN）。将.txt格式的文件用excel打开，然后用插入函数中的average函数求出每种地物的平均DN值，然后做出光谱剖面（光谱图如结果与分析中所示）。 （6）使用Excel制作6种地物的样本特征光谱统计表： 在Excel中分别使用插入函数中的AVERAGE、VAR、STDEV、MAX和MIN函数求出各地物样本DN值在各个波段的平均值、方差、标准差、最大值和最小值。然后，在07版Excel 的“Microsoft Office 按钮”，单击“Excel 选项”。“加载项”，然后在“管理”框中，选择“Excel 加载项”，单击“转到”弹出“加载宏”，在弹出来的对话框中选择“分析工具库”，并点击确定。然后从“工具”中找到“数据分析”，从“数据分析”对话框中选择“协方差”，并导入某种地物需求协方差的数据区域并选择“逐行”进行，最后选择数据输出区域并确定，则可得该地物的协方差矩阵。同理，在从“数据分析”对话框中选择“相关系数”，进行相应操作，可求得相关系数矩阵。（在结果与分析中附有个地物的样本特征光谱统计表）（7）制作散点图： 在Excel中，打开6种地物的样本DN数据（5步骤产生的），选择band2和band4做散
遥感数字图像处理教程复习分析
第一章． 遥感概念 遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知”，遥感技术是利用一定的技术设备和系统，远距离获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。 遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。 遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 图像 人对视觉感知的物质再现。图像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜、显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画。图像可以记录、保存在纸质媒介、胶片等等对光信号敏感的介质上。随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储。因而，有些情况下“图像”一词实际上是指数字图像。 物理图像：图像是人对视觉感知的物质再现 数字图像：图像以数字形式存储。 图像处理 运用光学、电子光学、数字处理方法，对图像进行复原、校正、增强、统计分析、分类和识别等的加工技术过程。 光学图像处理 应用光学器件或暗室技术对光学图像或模拟图像(胶片或图片)进行加工的方法技术 数字图像处理 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理能做什么？（简答） 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理主要目的：提高图像的视感质量，提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，进行图像的重建，更好地进行图像分析，图像数据的变换、编码和压缩，更好图像的存储和传输。数字图像处理在很多领域都有应用。 遥感图像处理(processing of remote sensing image data )是对遥感图像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理的方法。常用的遥感图像处理方法有光学的和数字的两种。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理-要点 1．概论 遥感、遥感过程 遥感图像、遥感数字图像、遥感图像的数据量 遥感图像的数字化、采样和量化 通用遥感数据格式（BSQ、BIL、BIP） 遥感图像的模型：多光谱空间 遥感图像的信息内容： 遥感数字图像处理、遥感数字图像处理的内容 遥感图像的获取方式主要有哪几种? 如何估计一幅遥感图像的存储空间大小? 遥感图像的信息内容包括哪几个方面？ 多光谱空间中，像元点的坐标值的含义是什么？ 与通用图像处理技术比较，遥感数字图像处理有何特点？ 遥感数字图像处理包括那几个环节？各环节的处理目的是什么？ 2.遥感图像的统计特征 2.1图像空间的统计量 灰度直方图：概念、类型、性质、应用 最大值、最小值、均值、方差的意义 2.2多光谱空间的统计特征 均值向量、协方差矩阵、相关系数、相关矩阵的概念及意义波段散点图概念及分析 主要遥感图像的统计特征量的意义 两个重要的图像分析工具：直方图、散点图 3.遥感数字图像增强处理 图像增强：概念、方法 空间域增强、频率域增强 3.1辐射增强：概念、实现原理 直方图修正，线性变换、分段线性变换算法原理 直方图均衡化、直方图匹配的应用 3.2空间增强 邻域、邻域运算、模板、模板运算 空间增强的概念 平滑（均值滤波、中值滤波）原理、特点、应用 锐化、边缘增强概念
方向模板、罗伯特算子、索伯尔算子、拉普拉斯算子的算法和特点? 计算图像经过下列操作后，其中心象元的值： – 3×3中值滤波 –采用3×3平滑图像的减平滑边缘增强 –域值为2的3×1平滑模板 – Sobel边缘检测 – Roberts边缘检测 –模板 3.3频率域处理 高频和低频的意义 图像的傅里叶频谱 频率域增强的一般过程 频率域低通滤波 频率域高通滤波 同态滤波的应用 3.4彩色增强 彩色影像的类型：真彩色、假彩色、伪彩色
数字图像处理期末(00002)
数字图像处理期末复习题3
二、名词解释( 每小题5分,本题共20 分) 1、数字图像：指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 数字图像处理：指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术. 2、8-连通的定义：对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 3、灰度直方图：指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、中值滤波：指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 像素的邻域 邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。 像素的四邻域 像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 三、简答题( 每小题10分,本题共30 分)： 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图象转换为另一幅具有均衡直方图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。 直方图均衡化变换：设灰度变换s=f(r)为斜率有限的非减连续可微函数，它将输入图象Ii(x，y)转换为输出图象Io(x，y)，输入图象的直方图为Hi(r)，输出图象的直方图为Ho(s)，则根据直方图的含义，经过灰度变换后对应的小面积元相等：Ho(s)ds=Hi(r)dr 直方图修正的例子 假设有一幅图像，共有6 4(6 4个象素，8个灰度级，进行直方图均衡化处理。 根据公式可得：s2=0.19+0.25+0.2l=0.65，s3=0.19+0.25+0.2l+0.16=0.8l，s4=0.89,s5=0.95，s6=0.98，s7=1．00 由于这里只取8个等间距的灰度级，变换后的s值也只能选择最靠近的一个灰度级的值。因此，根据上述计算值可近似地选取： S0≈1／7，s 1≈3／7，s2≈5／7，s3≈6／7，s4≈6／7，s5≈1，s6≈l，s7≈1。 可见，新图像将只有5个不同的灰度等级，于是我们可以重新定义其符号： S0’=l／7，s1’=3／7，s2’=5／7，s3’=6／7，s4’=l。 因为由rO=0经变换映射到sO=1／7，所以有n0=790个象素取sO这个灰度值；由rl=3／7映射到sl=3／7，所以有1 02 3个象素取s 1这一灰度值；依次类推，有850个象素取s2=5／7这一灰度值；由于r3和r4均映射到s3=6／7这一灰度值，所以有656+329=98 5个象素都取这一灰度值；同理，有245+1 22+81=448个象素都取s4=1这一灰度值。上述值除以n=4096，便可以得到新的直方图。 2. 简述JPEG的压缩过程，并说明压缩的有关步骤中分别减少了哪种冗余？ 答：分块－＞颜色空间转换－＞零偏置转换－＞DCT变换－＞量化－＞符号编码。颜色空间转换，减少了心理视觉冗余；零偏置转换，减少了编码冗余；量化减少了心理视觉冗余；符号编码由于是霍夫曼编码加行程编码，因此即减少了编码冗余（霍夫曼编码）又减少了像素冗余（行程编码）。 ＪＰＥＧ2000的过程：图像分片、直流电平（DC）位移，分量变换，离散小波变换、量化，熵编码。 3、Canny边缘检测器 答：Canny边缘检测器是使用函数edge的最有效边缘检测器。该方法总结如下：1、图像使用带有指定标准偏差σ的高斯滤波器来平滑，从而可以减少噪声。2、在每一点处计算局部梯度g（x,y）=[G2x+G2y]1/2 和边缘方向α（x,y）=arctan（Gy/Gx）。边缘点定义为梯度方向上其强度局部最大的点。3、第2条中确定的边缘点会导致梯度幅度图像中出现脊。然后，算法追踪所有脊的顶部，并将所有不在脊的顶部的像素设为零，以便在输出中给出一条细线，这就是众所周知的非最大值抑制处理。脊像素使用两个阈值T1和T2做阈值处理，其中T1 遥感 第一章 1遥感数字图像；遥感数字图像的分类方式和对应类别。 （1）定义：遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 （2）可见图像和不可见图像 单波段和多波段，超波段 数字图像和模拟图像 2遥感图像的成像方式（三大种：摄影、扫描、雷达）。 （1）摄影，扫描属于被动遥感 雷达属于主动遥感 （2）摄影：根据芦化银物质在关照条件下回发生分解这一机制，将卤化银物质均匀涂在片基上，制成感光胶片 扫描：扫描类遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取的二维图像 雷达：由发射机向侧面发射一束窄波段，地物反射的脉冲，由无线接收后被接收机接收 3遥感图像的数字化（模数转换）过程——两大过程：采样、量化，名词解释。 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样，即：图像空间位置的数字化。采样是空间离散。 量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到由Ｍ×Ｎ个像素点组合表示的图像，但其灰度（或彩色）仍是连续的，还不能用计算机处理。它们还要进一步离散并归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，这称之为量化，即：图像灰度的数字化。量化属于亮度属性离散。 遥感图像数字化过程两个特点：亮度和空 4遥感数字图像的存储空间大小的计算。 图像的灰度级有：2,64,128,256 存储一幅大小为M*N，灰度量化位数G的图像，所需要的存储空间（图像数据量）为M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB TM空间分辨：1,2,3,4,5,7为30米，6为120米 5遥感数字图像的分辨率（时间、空间、光谱、辐射分辨率）； （1）时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔即采样的时间频率，也称重访周期空间分辨率：指图像像素所代表的相应地面范围的大小，空间分辨率愈高，像素所代表的范围愈小 光谱分辨率：光谱分辨率是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率愈高 辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率可以区分信号强度的微小差异。 （2）常见传感器和空间分辨率书17-18页 6遥感数字图像的数据（数据级别、数据存储格式、元数据定义） （1）数据级别： 0级产品：未经过任何校正的原始图像数据 1级产品：经过了初步辐射校正的图像校正 2级产品：经过了系统级的几何校正，即根据卫星的轨道和姿态等参数以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由上述参数和处理模型决定。 3级产品：经过几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。 不同点：不同级别的产品使用条件不同，但是他们都是数据的集合，是信息量的汇总。一般来说，都是由元数据和图像基本数据两部分数据汇总的结果。 数字图像处理期末考题https://www.360docs.net/doc/c215033404.html,work Information Technology Company.2020YEAR 数字图像处理 一、填空题 1、数字图像的格式有很多种，除GIF格式外，还有 jpg 格式、 tif 格式。 2、图像数据中存在的有时间冗余、空间冗余、结构冗余、信息熵冗余、知识 冗余、视觉冗余。 3、在时域上采样相当于在频域上进行___延拓。 4、二维傅里叶变换的性质___分离性、线性、周期性与共轨对称性、__ 位移性、尺度变换、旋转性、平均值、卷积。（不考） 5、图像中每个基本单元叫做图像元素；在早期用picture表示图像时就称 为像素。 6、在图象处理中认为线性平滑空间滤波器的模板越大,则对噪声的压制越 好 ;但使图像边缘和细节信息损失越多; 反之, 则对噪声的压制不好 ,但对图像的细节等信息保持好。模板越平,则对噪声的压制越好 ,但对图像细节的保持越差;反之,则对噪声的压制不好,但对图像细节和边缘保持较好。 7、哈达玛变换矩阵包括___+1 和___—1 两种矩阵元素。（不要） 8、对数变换的数学表达式是 t = Clog ( 1 + | s | ) 。 9、傅里叶快速算法利用了核函数的___周期性和__对称性。（不要） 10、直方图均衡化的优点是能自动地增强整个图像的对比度。（不要） 二、选择题 ( d )1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为： a. 0 b.255 c.6 d.8 ( c )2.采用模板［-1 1］主要检测____方向的边缘。 a.水平 b.45 c.垂直 d.135 ( c )3. 下列算法中属于图象平滑处理的是： a.梯度锐化 b.直方图均衡 c. 中值滤波 https://www.360docs.net/doc/c215033404.html,placian增强( b )4.图象与灰度直方图间的对应关系是： a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( a )5.对一幅图像采样后，512*512的数字图像与256*256的数字图像相比较具有的细节。 a.较多 b.较少 c.相同 d.都不对 ( b )6.下列算法中属于点处理的是： 遥感数字图像处理教程 第一章概论 1.1图像和遥感数字图像 1.1.1图像和数字图像 本书定义图像为通过镜头等设备得到的视觉形象 根据人眼的视觉可视性可将图像分为可视图像和不可视图像。可视图像有图片、照片、素描和油画等，以及用透镜、光栅和全息技术产生的各种可见光图像。不可见图像包括不可见光成像和不可测量值 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可将图像分为数字图像和模拟图像。数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度不连续、以离散数字原理表达的图像。在计算机，数字图像表现为二维阵列，属于不可见图像。模拟图像指空间坐标和明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的图像，属于可见图像。 利用计算机技术，可以实现模拟图像和数字图像之间相互转换。把模拟图像转化为数字图像成为模/数转换，记作A/D转换； 数字图像最基本的单位是像素。像素是A/D转换中国的取样点，是计算机图像处理的最小单位；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。 1.1.2遥感数字图像 遥感数字图像时数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同长波的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 遥感数字图像中的像素成为亮度值。亮度值的高低由遥感传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。由于地物反射或辐射电磁波的性质不同受大气的影响不同，相同地点不同图像的亮度值可能不同。 图像的每个像素对应三维世界中的一个实体、实体的一部分或多个实体。在太阳照射下，一些电磁波被这个实体反射，一些被吸收。反射部分电磁波到达传感器被记录下来，成为特定像素点的值。 1.2压感数字图像处理 1.2.1遥感数字图像处理概述 遥感数字图像处理是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操作的过程。遥感数字图像处理主要包括三个方面 1.图像增强，使用多种方法，如：灰度拉伸、平滑、瑞华、彩色合成、主成分变换K-T变换、代数运算、图像融合等压抑、去除噪声、增强整体图像或突出图像中的特定地物的信息，是图像更容易理解、解释和判读、 图像增强着重强调特定图像特征，在特征提取、图像分析和视觉信息的显示很有用。 2.图像校正：图像校正也成图像回复、图像复原，主要是对传感器或环境造成的退化图像进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。 信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则。 1.2.2 遥感数字图像处理系统 数字图像处理需要借助数字图像处理系统来完成。一个完整的遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 1.硬件系统 包括计算机、数字化设备、大容量存储、显示器和输出设备以及操作台 1）计算机 是图像处理核心，大的存和高的CPU速度有助于加快处理的进度。 2）数字化设备 东南大学2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（）呈现黑色，而（）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征 遥感与数字图像处理基础知识 一、名词解释: 数字影像图像采样灰度量化像素 数字影像:数字影像又称数字图像,即数字化的影像。基本上就是一个二维矩阵,每个点称为像元。像元空间坐标与灰度值均已离散化,且灰度值随其点位坐标而异。图像采样:指将在空间上连续的图像转换成离散的采样点集的操作。 灰度量化:将各个像素所含的明暗信息离散化后,用数字来表示。 像素:像素就是A/D转换中的取样点,就是计算机图像处理的最小单元 二、填空题: 1、光学图像就是一个连续的光密度函数。 2、数字图像就是一个_离散的光密度_函数。 3、通过成像方式获取的图像就是连续的,无法直接进行计算机处理。此外,有些遥感图像就是通过摄影方式获取的,保存在胶片上。只有对这些获取的图像(或模拟图像)进行数字化后,才能产生数字图像。数字化包括两个过程:___采样___与__量化___。 4、一般来说,采样间距越大,图像数据量____小____,质量____低_____;反之亦然。 5、一幅数字图像为8位量化,量化后的像素灰度级取值范围就是________的整数。设该数字图像为600行600列,则图像所需要的存储空间为________字节。 6、设有图像文件为200行,200列,8位量化,共7个波段,则该图像文件的大小为________。 三、不定项选择题:(单项或多项选择) 1、数字图像的________。 ①空间坐标就是离散的,灰度就是连续的②灰度就是离散的,空间坐标就是连续的 ③两者都就是连续的④两者都就是离散的 2、采样就是对图像________。 ①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化 3、量化就是对图像________。 ①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。 4、图像灰度量化用6比特编码时,量化等级为________。 ①32个②64个③128个④256个 5、数字图像的优点包括________。 ①便于计算机处理与分析②不会因为保存、运输而造成图像信息的损失 ③空间坐标与灰度就是连续的 6、BSQ就是数字图像的________。 ①连续记录格式②行、波段交叉记录格式③像元、波段交叉记录格式。 2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（A）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（C ）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（ B）呈现黑色，而（ A）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（A）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（B）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（D）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（A）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（ B）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（A ）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（B）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（B）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（A）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（B）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（B）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（C）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（C）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（ C）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征 遥感与数字图像处理基础知识 一、名词解释： 数字影像图像采样灰度量化像素 数字影像：数字影像又称数字图像，即数字化的影像。基本上是一个二维矩阵，每个点称为像元。像元空间坐标和灰度值均已离散化，且灰度值随其点位坐标而异。 图像采样：指将在空间上连续的图像转换成离散的采样点集的操作。 灰度量化：将各个像素所含的明暗信息离散化后，用数字来表示。 像素：像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元 二、填空题： 1、光学图像是一个连续的光密度函数。 2、数字图像是一个_离散的光密度_函数。 3、通过成像方式获取的图像是连续的，无法直接进行计算机处理。此外，有些遥感图像是通过摄影方式获取的，保存在胶片上。只有对这些获取的图像（或模拟图像）进行数字化后，才能产生数字图像。数字化包括两个过程：___采样___和__量化___。 4、一般来说，采样间距越大，图像数据量____小____，质量____低_____；反之亦然。 5、一幅数字图像为8位量化，量化后的像素灰度级取值范围是________的整数。设该数字图像为600行600列，则图像所需要的存储空间为________字节。 6、设有图像文件为200行，200列，8位量化，共7个波段，则该图像文件的大小为________。 三、不定项选择题：(单项或多项选择) 1、数字图像的________。 ①空间坐标是离散的，灰度是连续的②灰度是离散的，空间坐标是连续的 ③两者都是连续的④两者都是离散的 2、采样是对图像________。 ①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化 3、量化是对图像________。 ①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。 4、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为________。 ①32个②64个③128个④256个 5、数字图像的优点包括________。 ①便于计算机处理与分析②不会因为保存、运输而造成图像信息的损失 ③空间坐标和灰度是连续的 《数字图象处理》期末考试报告 页脚内容1 《数字图象处理》期末考试报告 图像在人类接受和互通信息中扮演着重要角色，人们在日常生活与生产实践中依赖图像信息的状况比比皆是，图像信息具有如下特点。 （1）直观形象 图像可以将客观的事物的原型真实的展现在眼前，供不同目的、不同能力、不同水平的人去观察、理解，这是声音和文字信息所不能的。声音和文字信息只能够通过描述来表达事物。既然是描述，就会收到描述者诸如主观、专业、情绪、心情等因素的显示，甚至描述可能偏离客观事物。 （2）易懂 人的视觉系统有着瞬间获取图像、分享图像、识别图像与理解图像的能力。只要将一幅图像呈现在认的眼前，其视觉系统就会立即得到这幅图像所描述的鑫鑫，从而具有一目了然的效果。 （3）信息量大 图像信息量大有两层含义：其一是“一图胜千言”，图像本身所携带的信息远比文字、声音信息丰富；其二是图像数据量大，需要占据较大的存储空间与传输时间。 视觉是人类最重要的感知手段之一。视觉信息人类从自然界活的信息的主要来源，约占人类由外界获得的信息总量的80%。“眼见为实”，是视觉信息所提供的只管作用是文字和声音无法比拟的。 图像是人类视觉的基础，是自然景物的客观反应，是人类认识世界和人类本身的重要源泉。“图”是物体反射或投射光的分布，“像”是认的视觉系统所接受的图在人脑中所形成的印象或认识。照片、绘画、剪贴画、地图、书法作品、手写汉字、传真、卫星云图、影视画面、X光片、脑电图、心电图等都是图像。 页脚内容2 近几年来，随着多媒体技术和因特网的迅速发展和普及，数字图像处理技术受到了前所未有的广泛重视，出现了许多新的应用领域。最显著的是数字图像技术已经从工业领域、实验室走入了商业领域以及办公室，甚至走进了人们的日常生活。目前数字图象处理技术已经广泛用于办公自动化、工业机器人、地理数据处理、地球资源监视、遥感、交互式计算机辅助设计领域。 数字图像处理技术涉及数学、计算机科学、模式识别、人工智能、信息论、生物医学等多种学科，是一门多学科交叉应用技术。图像技术内容十分丰富，例如图像获取、图像编码压缩、图像存储与传输、图像变换、图像合成、图像增强、图像复原与重建、图像分割、目标检测、图像表示与描述、图相配准、图像分类与识别、图像理解、场景分析与理解、图像数据库建立、索隐于检索以及综合利用等。 数字图像处理系统主要由图像采集系统、计算机和图像输出设备组成。 1、图像采集系统 图像采集系统的功能是将模拟图像转换成适合数字计算机处理的数字图像。因此，图像采集系统又称为图像数字化器。常用的图像数字化器一般有三种：一种是数码摄像机，它通过接口电路与计算机连接，在有关软件的控制下将图像输入计算机；二是数码照像机，它同数码摄像机的区别就是没有连续获取图像的能力；三是扫描仪，它可以将胶片上的摄影图像或纸质载体上的问题、图形、表格扫描成数字信息直接输入计算机。 2、计算机 执行数字图像处理的计算机上安装有各种图像处理软件，如Adobe公司的Photoshop，MathWorks 公司的Matlab中的图像处理工具箱。图像处理软件接受来自图像采集系统的数字图像，并执行所需要的操作，如图像增强、图像复原、图像压缩编码、图像分析、图像识别、图像理解等任务，最后输出 页脚内容3 河南大学环境与规划学院2005～2006学年第一学期期末考试 《遥感数字图像处理》试卷A（B）卷 一、名词解释：（每题2分，共8分） 1、几何畸变： 2、数字镶嵌： 3、影像增强： 4、遥感影像分类： 二、填空（每空1分，共22分） 1、遥感数据的处理流程包括：（1）观测数据的输入；（2）； （3）；（4）；（5）处理结果的输出。 2、在遥感数据的处理流程中，所采集的数据包括和数字数据两种，后者多记 录在特殊的数字记录器中（HDDT等），所以必须变换到一般的数字计算机都可以读出的等通用载体上。 3、在Erdas Imagine图标面板菜单条中，主要包括综合菜单（Session Menu）、菜 单、菜单、菜单、帮助菜单（Help Menu）。 4、在图像分类界面中，包括、、分类结果处理、知识工程 师、专家分类器。 5、在视图窗口中，主要有六部分组成：菜单条、工具条、、状态条、滑动 条、标题条。 6、在窗口中，可查阅或修改图像文件的有关信息，如投影信息、统计信息 和显示信息等。 7、三维图像操作的内部原理是将图像与叠加生成三维透视图，并在此基础 上的空间操作。 8、用户从遥感卫星地面站购置的TM图像数据或其他图像数据，往往是经过转换以后的单 波段普通数据文件，外加一个说明头文件。 9、遥感影像的降质可归结为两类：即遥感影像的和。 10、影像变换与增强的实质是：影像的和，实际 上是改善影像的质量以获得最好的主观效果。 11、影像对比度扩展又称反差增强。常常采用以达到易于识别的目的。 12、常用的直方图调整方法有以下两种：和直方图规定化。前者又称直方图 平坦化，将减少影像灰度等级来换取对比度的扩大。 13、滤波增强技术有两种：和。前者是在影像的空间变量内 进行的局部运算，使用空间二维卷积方法；后者使用傅氏分析等方法，通过修改原影像的傅氏变换式实现滤波。 三、单项选择题（每题2分，共20分） 2007级“数字图像处理”试题及答案[原创2008-07-02 17:49:06] 一、填空题( 每小题2分,本题共20 分) 1. 图像与灰度直方图间的对应关系是多对一; 2. 下列算法中a.梯度锐化b.二值化c.傅立叶变换d.中值滤波，属于点处理的是b二值化; 3. 在彩色图像处理中，常使用HSI模型，它适于做图像处理的原因有:1、在HIS模型中亮度分量与色度分量是分开的；2、色调与饱和度的概念与人的感知联系紧密。; 4. 若将一幅灰度图像中的对应直方图中偶数项的像素灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替（设灰度级为256），所得到的图像将亮度增加，对比度减少; 5. MATLAB函数fspecial(type,parameters)常用类型有:average 、gaussian、laplacian、prewitt、sobel、unsharp; 6. 检测边缘的Sobel算子对应的模板形式为: -1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 7. 写出4-链码10103322的形状数:03033133; 8. 源数据编码与解码的模型中量化器(Quantizer)的作用是减少心里视觉冗余; 9. MPEG4标准主要编码技术有DCT变换、小波变换等; 10. 图像复原和图像增强的主要区别是图像增强主要是一个主观过程，而图像复原主要是一个客观过程; 第１０题：图像增强不考虑图像是如何退化的,而图像复原需知道图像退化的机制和过程等先验知识 二、名词解释( 每小题5分,本题共20 分) 1、数字图像 数字图像是指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 数字图像处理 指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术. 2、8-连通的定义 -对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 3、灰度直方图 灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、中值滤波 中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 像素的邻域 邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。 像素的四邻域 像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 三、简答题( 每小题10分,本题共30 分)： 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图象转换为另一幅具有均衡直方图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。遥感数字图像处理考试知识点整理
数字图像处理期末考题
遥感数字图像处理教程期末复习题
《遥感数字图像处理》试卷
数字图像处理期末复习
《遥感数字图像处理》试卷及答案
数字图像处理期末复习
《数字图像处理》期末考试报告
《遥感数字图像处理》试卷A(B)卷
数字图像处理期末考试试题