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遥感影像处理对信息量影响的算例与分析按照国家标准和测绘行业标

发布时间:2019-06-24 20:29 来源:未知 编辑:admin

  遥感影像处理对信息量影响的算例与分析按照国家标准和测绘行业标准进行数字正射影像产品生产时通常采用的影像处理有仿射变换 主要用于影像的几何纠正 、以及用于辐射纠正的灰度级修正、图像平滑、图像锐化等处理。试验前 对样本数据进行各种图像增强 每类图像处理中选择一种较常用的处理方法 如灰度级修正中选取直方图

  遥感影像处理对信息量影响的算例与分析按照国家标准和测绘行业标准进行数字正射影像产品生产时通常采用的影像处理有仿射变换 主要用于影像的几何纠正 、以及用于辐射纠正的灰度级修正、图像平滑、图像锐化等处理。试验前 对样本数据进行各种图像增强 每类图像处理中选择一种较常用的处理方法 如灰度级修正中选取直方图均衡方法 形成交换前后两组对照影像 分别计算其信息量 并进行统计对比分析。 样本数据的处理对 共三幅影像分别进行十五次的亮度对比度调整处理属灰度级修正 亮度调整处理五次、对比度度调整处理五次、亮度和对比度同时调整处理五次 、连续五次的以 为邻域的邻域低遭滤波处理 属图像平滑 为邻域的边缘增强处理属图像锐化 。形成处理后影像 。其中代表进行灰度级修正后的影像 代表进行图像平滑处理后的影像 代表进行图像锐化处理后的影像 代表第几次处理。在亮度对比度调整处理中假设原影像的亮度为 、对比度为 则按表 进行调整处理。另外 对影像 进行几何纠正和分辨率变换处理。在几何纠正中采用仿射交换、三次卷积重采样。处理后的影像为 。在分辨率变换处理中首先将像元进行二合一处理 降低影像分辨率 然后再经过内插形成与原图像相同影像分辨率的影像 还原影像分辨率 如分辨率由 从而形成二组新的影像其影像编号为 亮度对比度的调整设置以影像 处理被处理被处理影像被处理影像处理后处理后次数影像亮度对比度处理后影像影像影像调整亮度对比度内容亮度 亮度 亮度 亮度 亮度对比度 对比度 对比度 对比度 对比度 亮度对比度 亮度对比度 亮度对比雎 亮度对比度 亮度对比度 信息量的计算与分析使用 对上节七组 包括图像处理前影像 影像进行直方图统计 并导出其相应灰度 彩色 统计数据。采用 的数据模型 利用 编程 计算亮度对比度调整处理 见表 、图像平滑处理见表 、图像锐化处理见表 、几何纠正见表 和分辨率变换见表 后信息量的变化情况。表亮度对比度调整处理后影像信息量的变化情况影像 信息量 影像 “信息量 影像 信息量 影像 信息量 影像 信息量 影像【 信息量 影像 信息量 影像 信息量 影像 信息量 图像平滑处理后影像信息量的变化情况影像信息量 影像 信息量 影像 信息量 图像锐化处理后影像信息量的变化情况影像信息量 影像 信息量 影像 信息量 几何纠正后影像信息量的变化情况【影像信息量 分辨率变换后影像信息最的变化情况影像信息量 影像 信息量 几何纠正后影像信息量的变化情况图分辨率变换后影像信息量的变化情况但由于式 中条件概率 目前还没有好的确定方法因此 无法计算图像处理前后的平均互信息量 在此只从平均信息量的变化上作一讨论分析。由图 可以看出 三幅影像在经过亮度对比度调整处理后 平均信息量均小于原影像的平均信息量 在仅做亮度调整时 其平均信息量维持在一个比较稳定的水平 也即亮度调整对于影像像元的概率分布影响不大 而在只进行对比度调整时 对于影像纹理比较丰富的影像 其平均信息量在第一次处理后有明显增加随后再进行的处理则不会对平均信息量有较大的影响 说明对比度调整的次数对于纹理比较丰富的影像的灰度直方图的影响也不大 而对于纹理不太丰富的影像则有着持续的影响 进行亮度对比度同时调整时 增加亮度降低对比度的处理比降低亮度增加对比度的处理 对影像灰度直方图的影响更大。对于进行图像平滑、图像锐化处理、几何变换和分辨率变换处理 可以看出这些处理对影像的平均信息量的影响都不大。值得说明的是 在分辨率变换处理中 如图 降低分辨率后的平均信息量始终小于还原分辨率后影像的平均信息量 但都小于原影像的信息量 说明具有同样影像质量的情况下 内插生成高一级分辨率的影像比内插前的影像有着更高的利用价值。 本章小结本章以信息论为基础 提出利用马尔可夫信源熵计算数字遥感影像信息量的计算模型 通过分析确定了计算信源熵时的相关半径的值 并进行了实例计算。在此基础上 对图像处理对影像信息量的影响进行了实验分析 虽然没有实现找到同一幅影像图像处理质量与信息量间相互关系的目的 但形成了以下结论 数字遥感影像属于信息论中的离散有记忆信源 在实际信息量的计算中 采用马尔可夫信源熵原理进行计算较常规的 熵更为准确在进行信息量计算中 影像灰度的相关半径 取值 图像处理后 影像的平均信息量均小于原影像的平均信息量 在有限的处理次数内 小于五次 除同时调整影像亮度和对比度对影像的平均信息量影响较大外 其它处理均不造成影像平均信息量的大幅度变化。第三章遥感影像质量的度量模型质量是人们日常生活和工作中使用频率很高的一个词 许多企业都将质量作为企业生存和发展的第一要素。遥感影像质量 尤其是数字遥感影像质量由于没有一个实用性较强的、可量化的模型 一直以来困扰着人们对影像质量的评价 从而限制了对遥感影像的应用。本章从质量的概念出发 根据人眼视觉对影像反映的特性 确定若干可以衡量影像质量的质量元素 提出可量化的数字遥感影像质量度量模型 并通过试验进行验证分析。 遥感影像质量 质量及质量特性 质量元素 中质量定义为“一组固有特性满足要求的程度”其中“固有的”就是指某事或某物中本来就有的 尤其是那种永久的特性。因此 应从以下几点来全面理解质量 质量是产品或服务内涵的客观存在 其表现形式为其所具有的特性和特性总和 产品或服务既可以是具体结果、实体 也可以是一个过程 既可以是有形的 也可以是无形的 通常特征和特性也可统称为特性。它指产品或服务所具备某一项或多项综合的功能 其内容包括 性能、安全性、寿命、维修性、经济性、舒适性、文明性等方面 需求是可变的因素 会因时、园地而变化 需求不仅从具体用户角度出发 还要考虑社会的需要 并符合法律、资源、环境、道德等方面的约束 需求是通过对第种产品或服务所制定的标准或规范来确定的。在合同环境中 供需双方通过具体合同做出明确规定。在非合同环境中应确定和识别隐含需求。隐含需求是指用户、社会对产品使用性能的期望 以及公认的、不言而喻的、不必做出规定的使用性能方面的需求 质量是随需求而变化的动态概念。也因需求的多层次、多样化而是一个综合性的概念。“适用性”则使需求与特性综合于一体 具有可操作性、易理解的特点。质量特性 是产品、过程或体系与要求有关的固有特性【 因此质量可以用质量特性来衡量。但实际工作中一些产品由于其质量特性不能或不方便量化度量 而采取另外一些特性来闻接表示产品的质量 则将这些特性称为“代用质量特性”【 使用抗拉强度来间接衡量纸张的“不易破损”这一质量特性抗拉强度就是代用质量特性。在 标准中 可量化的质量特性也称为质量元素 影像质量及影像质量元素国际标准化组织 地理信息标准化委员会 共提出了两项与质量有关的标准 其它计划见附录 《质量原理》和《质量评价方法》。《质量原理》标准提供组织有关数据质量信息的方法 建立描述地理数据质量的原理 说明质量报告的内容。该标准可用于提供数据产品质量信息 说明和评价数据集符合产品规范的程度 帮助用户决定特定的地理数据质量对于其应用是否有效。用户还可以利用该标准说明他们对数据质量的要求。该标准的原理可以扩充 数据生产者可以用来标识、收集和报告数据集系列或数据集子集的质量信息。同样 它也可以用于其它形式的地理资料 如地图、图表和文本文件等。《质量评价方法》提供对数字地理数据集和数据集系列进行质量评价的方法 按照质量原理标准定义的数据质量模型 确定和报告数据质量信息。该标准还建立一个评价框架和数据质量评价结果报告 作为数据质量的元数据 还可以作为附加的数据质量报告。数据生产者可利用该标准提供数据质量信息 说明数据集符合产品规范的程度。数据用户可利用该标准决定数据集是否包含质量有效的数据 是否能满足其应用目的。同样 。该标准也可以用于其它形式的地理资料 如地图、图表和文本文件等 】。对于影像质量 长期以来以人眼的视觉反映为主进行描述 通常从影像清晰度 、分辨率、反差、色调等方面衡量即影像的质量元素为影像清晰度 、分辨率、反差、色调加上影像的几何质量 共五个质量元素。其中 除几何质量外 均为定性描述 这给遥感影像质量的准确评价带来困难。按照代用质量特性的概念 寻找易于度量的影像清晰度、反差、色调的代用质量特性 元素 是量化遥感影像质量的关键。 影像清晰度影像清晰度表示影像边沿清晰的程度。可通过量测直边地物 使用密度变化曲线计算出影像的清晰度 。但该数值本身没有绝对意义只能作为相对比较的依据。 影像分辨率影像分辨率通常用地面分辨率来表示。地面分辨率则有米 线对等两种表示方式。用下式可将用米像元表示的地面分辨率换算为用米 线对表示的分辨率 系统通常取 。人眼正常的分辨能力在视距为 时约为每毫米 个线对。因此 对数字遥感影像口 比例尺换算到…’……。实地

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