第四章遥感图象数字处理的基 础知识 主要内容 1图象的表示形式 2遥感数字图象表示方法 3遥感数字图象处理系统
第四章 遥感图象数字处理的基 础知识 主要内容: 1 图象的表示形式 2遥感数字图象表示方法 3遥感数字图象处理系统
1图象的表示形式 在空间域的表示 1)光学图象 ·连续的光密度函数像片上的密度随坐标X,Y的变化而变化 我们用连续变化的函数来表示 ·光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物,都是模拟 图像,这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能 在电子计算机中作处理运算,必须将模拟图像转化为离散 数字所表示的图像,即所谓的数字图像。 2)数字图象 ·是一个二维离散的光密度函数,相对于光学图象,它在空间 坐标(X,Y)和密度上都离散化 可以用一个二维矩阵表示:
• 1 图象的表示形式 • 在空间域的表示 • 1)光学图象 • 连续的光密度函数.像片上的密度随坐标X,Y的变化而变化. 我们用连续变化的函数来表示. • 光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是模拟 图像， 这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能 在电子计算机中作处理运算，必须将模拟图像转化为离散 数字所表示的图像，即所谓的数字图像。 • 2)数字图象 • 是一个二维离散的光密度函数,相对于光学图象,它在空间 坐标(X,Y)和密度上都离散化. • 可以用一个二维矩阵表示:
单色且时不变时:为M×N矩阵。 F1F12 F1 F21 F F F(x,y) FM1 FM2 FMN 多光谱时 Fi(x, y, t)=F(x, y, t, A) Joi( )dx 其中,di()为第个光谱的光谱响应函数
• 单色且时不变时：为M×N矩阵。 • 多光谱时： • • • 其中，di(l)为第i个光谱的光谱响应函数 •
2二者的转化 将模拟图像转化为数字图像的过程称为图像数字化。这一过程是 图像处理技术的基础,一般图像数字化包括下列两个步骤: 采样和量化 将二维空间图像上的连续亮度住处(即灰度)转化成离散的抽样 点(目 255 【■■■■■ ! 行 ■【■圈 背來十28 个 到距
2二者的转化 将模拟图像转化为数字图像的过程称为图像数字化。这一过程是 图像处理技术的基础，一般图像数字化包括下列两个步骤： 采样和量化 • 将二维空间图像上的连续亮度住处（即灰度）转化成离散的抽样 点（即象素点）具体做法如图1所示：
量化就是把抽样后每一个象素点的亮度值离散化使其成为 有限个整数值(一般为0-256个灰度值)。把一个象素点, 由黑色渐变为灰色渐变为白色的连续变化的亮度值量化为 0~256个灰度值,(每个象素用一个字节来储存量化后的 信息,即8Bit),量化后的灰度值即反映了对应象素点的 亮度明暗值。 经过抽样、量化后,一幅黑白模拟图像就会离散化 成为M*N个字节的数字图像,即变成适用于电子计算机处 理的数字图像。在图像数字化过程中把原来连续变化的亮 度信息变成离散的数字信息,二者间是有差别的,即在数 字化过程中会带来一定的误差
• 量化就是把抽样后每一个象素点的亮度值离散化使其成为 有限个整数值（一般为0-256个灰度值）。把一个象素点， 由黑色渐变为灰色渐变为白色的连续变化的亮度值量化为 0~256 个灰度值，（每个象素用一个字节来储存量化后的 信息，即8Bit）,量化后的灰度值即反映了对应象素点的 亮度明暗值。 • 经过抽样、量化后， 一幅黑白模拟图像就会离散化 成为M*N个字节的数字图像，即变成适用于电子计算机处 理的数字图像。在图像数字化过程中把原来连续变化的亮 度信息变成离散的数字信息，二者间是有差别的，即在数 字化过程中会带来一定的误差
数字化后的一幅黑白图像,可以用图像数字化后描述 备注 M×N个字节来表示。对电子计算机 来说,可以用数学公式f(Xi,Y)二值图f(X,Y)=1或文字、线条图、 来表示。数组f(Xi,Yj)中i=1, 像 指纹等 2,3…m,j=1,2,3,…n。式中f黑白图0≤f(X,Y)黑白图像,一般 (Xi,Yj)值代表图像中(Xi,Yj) 像 ≤2n-1 n=6~8 点处象素的灰度值。 在现实生活中有多种多样的图像 彩色图|f(X,Y)|以三基色表示的 像 =R, G, B 彩色图像 根据各类图像灰度层次的多少、光 其数字化后的描述形式如下表所示。光谱图(x,Y//遥感图像, 谱轴及时间轴上的组合方式的不同, 像 i=1,2.m m=6-8或更 大 立体图f(x,Y),fr 左右视点得到同 像 (X,Y) 物体的图像 对 动态图t(X)1|动态图像,动画 像 t2. 制做等
• 数字化后的一幅黑白图像，可以用 M×N个字节来表示。对电子计算机 来说，可以用数学公式f（Xi，Yj） 来表示。数组f（Xi，Yj）中i=1， 2，3…m，j=1，2，3，…n。式中f （Xi，Yj）值代表图像中（Xi，Yj） 点处象素的灰度值。 • 在现实生活中有多种多样的图像， 根据各类图像灰度层次的多少、光 谱轴及时间轴上的组合方式的不同， 其数字化后的描述形式如下表所示。 图像 数字化后描述 形式 备注 二值图 像 f（X，Y）=1或 0 文字、线条图、 指纹等 黑白图 像 0≤f（X，Y） ≤2n-1 黑白图像，一般 n=6~8 彩色图 像 |fi（X，Y）| i=R，G，B 以三基色表示的 彩色图像 光谱图 像 |fi（X，Y）| i=1，2…m 遥感图像， m=6~8或更 大 立体图 像 fl（X，Y），fr （X，Y） 左右视点得到同 物体的图像 对 动态图 像 |ft（X，Y）| t=t1， t2…tr. 动态图像，动画 制做等
在频率域的表示 空间域来表示图象的时候,它是空间坐标的函数,用 频率域的形式表达时图象是频率坐标的函数通常 用傅立叶变换实现空间域变入频率域,反之采用傅 立叶逆变换 ·二维离散傅立叶变换为: F(m,m)=∑∑f(i,k)e j2T( i=0k=0 逆变换: f(, k) 心∑∑Fmmm5 m=0n=0
• 在频率域的表示 • 空间域来表示图象的时候,它是空间坐标的函数,用 频率域的形式表达时,图象是频率坐标的函数,通常 用傅立叶变换实现空间域变入频率域,反之采用傅 立叶逆变换. • 二维离散傅立叶变换为： • − = − = − = − = − = = 1 0 1 0 2 ( * ) 1 0 1 0 2 ( * ) ( , ) 1 ( , ) ( , ) 1 ( , ) N m N n N k n N i j m N i N k N k n N i j m F m n e N f i k f i k e N F m n 逆变换：
2遥感数字图象表示方法 1)存储介质 磁带,磁盘,光盘 2)类型 二值数字图象 单波段图象 数字彩色图象 多波段图象 多波段数字图象的存储通常有3种数据格式
• 2遥感数字图象表示方法 • 1)存储介质 • 磁带,磁盘,光盘 • 2)类型 • 二值数字图象 • 单波段图象 • 数字彩色图象 • 多波段图象 多波段数字图象的存储通常有3种数据格式:
·BsQ(波段顺序格式) 每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。这种格 式最适于对单个波谱波段中任何部分的空间(X,Y)存 取。 ·BP(每个像元按波段次序交叉排列) ·按BP格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波 段,接着是第二个像元的所有波段,然后是第3个像元的 所有波段,等等,交叉存取直到像元总数为止。这种格式 为图像数据波谱(Z)的存取提供最佳性能。 ·BL(还行按波段次序排列) ·按BLL格式存储的图像先存储第一个波段的第一行,接着 是第二个波段的第一行,然后是第三个波段的第一行,交 叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的 方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种 折衷方式
• BSQ （波段顺序格式） • 每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。这种格 式最适于对单个波谱波段中任何部分的空间（X，Y）存 取。 • BIP （每个像元按波段次序交叉排列） • 按 BIP 格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波 段，接着是第二个像元的所有波段，然后是第 3 个像元的 所有波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式 为图像数据波谱（Z） 的存取提供最佳性能。 • BIL （逐行按波段次序排列） • 按 BIL 格式存储的图像先存储第一个波段的第一行，接着 是第二个波段的第一行，然后是第三个波段的第一行，交 叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的 方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种 折衷方式
ERDAS IMAGINE平台简介 · ERDAS IMAGINE是美国 ERDAS公司开发 的专业遥感图像处理与地理信息系统软件
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