遙感圖像空域增強處理.doc

成都信息工程學院資源環(huán)境學院遙感數(shù)字圖像處理實驗報告實驗名稱遙感圖像空域增強處理實驗時間實驗地點姓 名學 號班 級1、 實驗名稱遙感圖像空域增強處理2、 實驗目的1.直方圖增強的各種方法和增強結果對比2.各種鄰域增強方法，算子分析，結果對比3、 實驗原理空間域增強處理是通過直接改變圖像中的單個像元及相鄰像元的灰度值來增強圖像。這種增強方式往往是有目的的，如增強圖像中的線狀物體細部部分或者主干部分等。卷積濾波是通過消除特定的空間頻率來增強圖像。根據增強類型（低頻、中頻和高頻）可分為低通率波、帶通濾波和高通濾波。此外，還有增強圖像某些方向特征的方向濾波等。他們的核心部分是卷積核。ENVI提供了很多卷積核，包括高通濾波、低通濾波、拉普拉斯算子、方向濾波、高斯高通濾波、高斯低通濾波、中值濾波，還可以自定義卷積核。4、 數(shù)據來源（下載源、波段數(shù)、對應的波長、分辨率、投影、地區(qū)）ENVI遙感圖像處理一書中光盤所提供的該實驗數(shù)據。ENVI4.8自帶數(shù)據 can_tmr.img5、 實驗過程1、 卷積濾波（1） 打開圖像can_tmr.img（2） 在主菜單中，選擇FilterConvolution and Morphology。（3）在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Convolutions濾波類型。（4）不同的濾波類型對應不同的參數(shù)，主要包括三項參數(shù)1)Kernel Size卷積核大小，以奇數(shù)來表示。默認卷積核為正方形，如果需要使用非正方形，選擇OptionSquare kernel2)Image Add Back輸入一個加回值（add back）。將原始圖像中的一部分“加回”到卷積濾波結果圖像上，有助于保持圖像的空間連續(xù)性。該方法經常用于圖像銳化?！凹踊亍敝凳窃紙D像在結果輸出圖像中所占的百分比。3)Editable Kernel卷積核中各項的值。在文本框中雙擊鼠標可以進行編輯，選擇FileSave Kernel或者Restore Kernel，可以把卷積核保存為文件（.ker）或者打開一個卷積核文件。（5）卷積增強圖像中的單個波段：1）選擇ConvolutionsHigh Pass，其他項按照默認設置，單擊Quick Apply按鈕，第一次點擊此按鈕會提示選擇增強的波段，增強后的波段在Display中顯示。如果要更改卷積增強波段，選擇OptionsChange QuickApply Input Band。2） 選擇FileSave Quick Result to File，可以將增強保存。（6）卷積增強圖像文件在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Apply To File，選擇源圖像，確定輸出路徑點OK。以下是對幾種常用濾波的說明：A、 高通濾波器：高通濾波在保持圖像高頻信息的同時，消除了圖像中的低頻成分。他可以用來增強紋理、邊緣等信息。高通濾波通過運用一個具有高中心值得變換核來完成（周圍通常是負值權重）。ENVI默認的高通濾波器使用3*3的變換核（中心值為“8”，周圍像元值為“-1”），高通濾波卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。B、 低通濾波器：低頻率波保存了圖像中的低頻成分，是圖像平滑。ENVI默認的低通濾波器使用3*3的變換值，每個變換核中的元素包含相同的權重，使用外圍值得均值來代替中心像元值。C、 拉普拉斯算子：拉普拉斯濾波是邊緣增強濾波，它的運行不用考慮邊緣的方向。拉普拉斯濾波強調圖像的最大值，它通過運用一個具有高中心值得變換核來完成（一般來說，外圍南北向與東西向權重均為負值，角落為“0”）。ENVI中默認的拉普拉斯濾波使用一個大小為3*3，中心值為“4”，南北向和東西向均為“-1”的變換核。所有的拉普拉斯濾波卷積核的維數(shù)都必須是奇數(shù)。D、 方向濾波器：方向濾波是邊緣增強濾波，它有選擇性地增強有特定方向成分（如梯度）圖像特征。方向濾波變換核元素的總和為0。結果在輸出的圖像中有相同元素值的區(qū)域為0，不同像元值得區(qū)域呈現(xiàn)為較亮的邊緣。E、 高斯高通濾波：高斯高通濾波通過指定大小的高斯卷積函數(shù)對圖像進行濾波。默認的變換核大小是3*3，且卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。F、 高斯低通濾波：高斯低通濾波通過指定大小的高斯卷積函數(shù)對圖像進行濾波。默認的變換核大小是3*3，且卷積核的維數(shù)必須是奇數(shù)。（7） 下面為濾波前后圖像對比2、 數(shù)學形態(tài)學濾波ENVI中的數(shù)學形態(tài)學濾波包括以下類型：膨脹、腐蝕，它們在增強二值圖像和灰度圖像中各有特點。在Convolutions and Morphology Tool中，選擇Morphology濾波類型。得到膨脹與腐蝕圖像如下圖：3、 直方圖變化（1） 在image窗口中EnhanceInteractive Stretching同過選擇拉伸類型Strech Type進行直方圖的變化。（2） 在Interactive Stretching窗口中調節(jié)Input Histogram中兩條白線的位置調到下圖位置。這樣保留了主要信息，忽略了細節(jié)。得到圖像如下圖：（3） 在Interactive Stretching窗口中FileSave Plot Asimage file，選擇輸出路徑點OK。6、 實驗結果與分析生成圖像如上圖所示，在卷積增強中，我選擇了高通濾波器基本消除圖像中的低頻成分，強化了圖像的紋理，可清晰看到邊緣信息，在數(shù)學形態(tài)學增強中，我運用了膨脹增強，成功地在二值和灰度圖像中填充比變換核小