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1、会计学1遥感地质学遥感地质学 遥感数字图像增强处理遥感数字图像增强处理 空间空间增强增强4.2 4.2 4.2 4.2 空间增强空间增强空间增强空间增强 Spatial enhancementSpatial enhancementSpatial enhancementSpatial enhancement 空空空空间间间间增增增增强强强强是是是是利利利利用用用用像像像像元元元元与与与与其其其其周周周周围围围围相相相相邻邻邻邻像像像像元元元元的的的的灰灰灰灰度度度度变变变变化化化化关关关关系系系系，采采采采用用用用空空空空间间间间域域域域中中中中邻邻邻邻域域域域处处处处理理理理的的的的方方方方法
2、法法法，有有有有目目目目的的的的的的的的突突突突出出出出或或或或去去去去除除除除图图图图像像像像上上上上的的的的某某某某些些些些特特特特征征征征，从从从从而而而而达达达达到到到到图图图图像像像像增增增增强强强强的的的的目目目目的的的的。这这这这种种种种方方方方法法法法也也也也叫叫叫叫做做做做“空间滤波空间滤波空间滤波空间滤波”。邻域像元的参与邻域像元的参与邻域像元的参与邻域像元的参与；处理后的图像可能与原图像差异很大；处理后的图像可能与原图像差异很大；处理后的图像可能与原图像差异很大；处理后的图像可能与原图像差异很大；目的性很强目的性很强目的性很强目的性很强。第1页/共16页 空间增强主要处理
3、空间频率（空间增强主要处理空间频率（空间增强主要处理空间频率（空间增强主要处理空间频率（spatial spatial spatial spatial frequencyfrequencyfrequencyfrequency），），），），空间频率空间频率空间频率空间频率是指相邻像元之间最大值和最小是指相邻像元之间最大值和最小是指相邻像元之间最大值和最小是指相邻像元之间最大值和最小值之间的差值。值之间的差值。值之间的差值。值之间的差值。JensenJensenJensenJensen（1986198619861986）将空间频率定义为：单位）将空间频率定义为：单位）将空间频率定义为：单位）将空
4、间频率定义为：单位距离内亮度值的变化量。距离内亮度值的变化量。距离内亮度值的变化量。距离内亮度值的变化量。第2页/共16页4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算 1 1 1 1）邻域处理）邻域处理）邻域处理）邻域处理第3页/共16页4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算邻域处理与卷积运算 2 2 2 2）卷积运算：卷积运算是在空间域上对图像进行邻）卷积运算：卷积运算是在空间域上对图像进行邻）卷积运算：卷积运算是在空间域上对图像进行邻）卷积运算：卷积运
5、算是在空间域上对图像进行邻域检测的运算。域检测的运算。域检测的运算。域检测的运算。（m,nm,nm,nm,n）f f f f（m,nm,nm,nm,n）或或或或模板（卷积子）模板（卷积子）模板（卷积子）模板（卷积子）第4页/共16页4.2.2 4.2.2 4.2.2 4.2.2 低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波 通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制
6、。1 1 1 1）均值滤波）均值滤波）均值滤波）均值滤波或或或或第5页/共16页4.2.2 4.2.2 4.2.2 4.2.2 低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波 通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中低频部分增强或保留下来，而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制。而高频部分被过滤或抑制。2 2 2 2）中值滤波）中值滤波）中值滤波）中值滤波 以每个像元为中心的以每个像元为中心的以每个像元为中心的以每个像元为中心的MNMN邻域内的所有像
7、元按灰度值邻域内的所有像元按灰度值邻域内的所有像元按灰度值邻域内的所有像元按灰度值大小排序，用其中值作为中心像元新的灰度值。大小排序，用其中值作为中心像元新的灰度值。大小排序，用其中值作为中心像元新的灰度值。大小排序，用其中值作为中心像元新的灰度值。一种非线性的图像平滑法；一种非线性的图像平滑法；一种非线性的图像平滑法；一种非线性的图像平滑法；一般一般一般一般MNMN取奇数，窗口运算与模板运算相同取奇数，窗口运算与模板运算相同取奇数，窗口运算与模板运算相同取奇数，窗口运算与模板运算相同;抑制噪声的同时能够有效地保留边缘，减少模糊。抑制噪声的同时能够有效地保留边缘，减少模糊。抑制噪声的同时能够有
8、效地保留边缘，减少模糊。抑制噪声的同时能够有效地保留边缘，减少模糊。第6页/共16页？用用用用3*33*33*33*3的的的的2 2 2 2维滤波器维滤波器维滤波器维滤波器结果会怎样？结果会怎样？结果会怎样？结果会怎样？1*31*31*31*3的的的的1 1 1 1维滤维滤维滤维滤波器波器波器波器第7页/共16页4.2.3 4.2.3 4.2.3 4.2.3 高通滤波高通滤波高通滤波高通滤波 通过卷积运算，使原图像中高频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中高频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中高频部分增强或保留下来，通过卷积运算，使原图像中高频部分增强或保留下来，而低频部分被
9、过滤或抑制。而低频部分被过滤或抑制。而低频部分被过滤或抑制。而低频部分被过滤或抑制。1 1 1 1）梯度法）梯度法）梯度法）梯度法 2 2 2 2）RobertsRobertsRobertsRoberts梯度梯度梯度梯度 3 3 3 3）PrewittPrewittPrewittPrewitt和和和和SobelSobelSobelSobel梯度梯度梯度梯度 4 4 4 4）LaplaceLaplaceLaplaceLaplace算法算法算法算法 5 5 5 5）定向检测）定向检测）定向检测）定向检测第8页/共16页 1 1 1 1）梯度法）梯度法）梯度法）梯度法t t1 1t t2 2对应的模
10、板对应的模板对应的模板对应的模板第9页/共16页 2 2 2 2）RobertsRobertsRobertsRoberts梯度梯度梯度梯度对应的模板对应的模板对应的模板对应的模板第10页/共16页 3 3 3 3）PrewittPrewittPrewittPrewitt和和和和SobelSobelSobelSobel梯度梯度梯度梯度PrewittPrewittPrewittPrewitt算法对应的模板算法对应的模板算法对应的模板算法对应的模板SobelSobelSobelSobel算法对应的模板算法对应的模板算法对应的模板算法对应的模板第11页/共16页 4 4 4 4）LaplaceLapl
11、aceLaplaceLaplace算法：算法：算法：算法：IaplaceIaplaceIaplaceIaplace算子不检测均匀的灰度变化，算子不检测均匀的灰度变化，算子不检测均匀的灰度变化，算子不检测均匀的灰度变化，产生的图像更加产生的图像更加产生的图像更加产生的图像更加突出灰度值突变的部分。突出灰度值突变的部分。突出灰度值突变的部分。突出灰度值突变的部分。对应的模板对应的模板对应的模板对应的模板第12页/共16页 5 5 5 5）定向检测）定向检测）定向检测）定向检测检测垂直边检测垂直边检测垂直边检测垂直边界界界界 检测水平边界检测水平边界检测水平边界检测水平边界 检测对角边检测对角边检测
12、对角边检测对角边界界界界 第13页/共16页 6 6 6 6）梯度处理）梯度处理）梯度处理）梯度处理（1 1 1 1）以各像元点的梯度值代替其原灰度值；）以各像元点的梯度值代替其原灰度值；）以各像元点的梯度值代替其原灰度值；）以各像元点的梯度值代替其原灰度值；（2 2 2 2）适适适适当当当当选选选选取取取取域域域域值值值值r r r r，使使使使梯梯梯梯度度度度值值值值 r r r r的的的的各各各各点点点点的的的的灰灰灰灰度度度度等等等等于于于于该该该该点点点点的梯度值，其他则保留原灰度值，形成背景；的梯度值，其他则保留原灰度值，形成背景；的梯度值，其他则保留原灰度值，形成背景；的梯度值，
13、其他则保留原灰度值，形成背景；（3 3 3 3）根根根根据据据据需需需需要要要要指指指指定定定定一一一一个个个个灰灰灰灰度度度度级级级级L L L LG G G G，例例例例如如如如，令令令令L L L LG G G G255255255255。以以以以L L L LG G G G表示边缘，其他保留原背景值；表示边缘，其他保留原背景值；表示边缘，其他保留原背景值；表示边缘，其他保留原背景值；（4 4 4 4）指指指指定定定定一一一一个个个个灰灰灰灰度度度度级级级级L L L LB B B B表表表表示示示示背背背背景景景景，例例例例如如如如，令令令令L L L LB B B B 0 0 0 0
14、，形形形形成黑背景，保留边缘梯度变化；成黑背景，保留边缘梯度变化；成黑背景，保留边缘梯度变化；成黑背景，保留边缘梯度变化；（5 5 5 5）将将将将边边边边缘缘缘缘与与与与灰灰灰灰度度度度图图图图像像像像分分分分别别别别以以以以灰灰灰灰度度度度级级级级L L L LG G G G和和和和L L L LB B B B表表表表示示示示，例例例例如如如如，255255255255表示边缘，表示边缘，表示边缘，表示边缘，0 0 0 0表示背景，形成二值图像。表示背景，形成二值图像。表示背景，形成二值图像。表示背景，形成二值图像。第14页/共16页空间增强、空间频率的概念？空间增强、空间频率的概念？空间增强、空间频率的概念？空间增强、空间频率的概念？4 4 4 4邻域和邻域和邻域和邻域和8 8 8 8邻域？邻域？邻域？邻域？卷积子、卷积运算的概念卷积子、卷积运算的概念卷积子、卷积运算的概念卷积子、卷积运算的概念?低低低低通通通通滤滤滤滤波波波波、均均均均值值值值滤滤滤滤波波波波、中中中中值值值值滤滤滤滤波波波波？高通滤波、梯度法、高通滤波、梯度法、高通滤波、梯度法、高通滤波、梯度法、LaplaceLaplaceLaplaceLaplace算法、算法、算法、算法、定向检测？定向检测？定向检测？定向检测？讨讨论论与与思思考考第15页/共16页