ENCE TECHNOLoO.科技資訊高新技術(shù)航空影像預(yù)處理研究江彥紅河北省制田院石家莊050031)摘要:本文從筆者多年工作經(jīng)融出發(fā),在參考國內(nèi)外大量關(guān)文岐的基礎(chǔ)上,對航空影像預(yù)處理遜行了研究氰討,總了國內(nèi)外的研究威果,尤其對影像增強(qiáng)進(jìn)行了評知的分析研究,桐信時從事櫚關(guān)工作的同行有著重要的考價值和借鑒意義。關(guān)鍵詞:航空影慷預(yù)處理圈像增強(qiáng)中圖分類號:P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2009)03(a)-0005-01從影像(圖像)獲取信息是人類獲得知接近或超過人眼直接觀察所通常獲得的較成的,它形成了大幅度的光照條件(包括光識的主要來源之一。進(jìn)入信息時代,如何好的清晰度。實(shí)際的影像獲取過程不可避強(qiáng)和光譜)變化,其處理是對影像增強(qiáng)算法自動處理,認(rèn)知和解釋海鬟圖像數(shù)據(jù)是在免地存在氣象條件干擾,器材動態(tài)范圍有動態(tài)范圍壓縮和色彩亮度保真的綜合考整個社會信息化過程中面臨的重要問題。限、以及光譜變化等不利影響,造成影像驗(yàn)。陰影降低了覆蓋區(qū)域的亮度和對比從航空遙感影像中自動提取人造物體噪聲,陰影或光強(qiáng)較弱區(qū)域細(xì)節(jié)和色彩不度,不利于這些區(qū)域內(nèi)的特征提取和目標(biāo)不僅是掇影測量與遙感領(lǐng)域的難題,也是清楚、以及色彩失真等現(xiàn)象。因此,影像增識別,但同時陰影又提供了高大物體如建計算機(jī)視覺與圖像理解研究的重點(diǎn)之一。強(qiáng)算法應(yīng)該具有圖像去噪、動態(tài)范圍壓筑物存在的直接證據(jù),因此有必要將陰影因?yàn)閺膶?shí)際應(yīng)用角度來說,實(shí)現(xiàn)航空影像縮、以及色彩和亮度保真度等性能。現(xiàn)有檢測出來并對其進(jìn)行補(bǔ)償或消除。另外中目標(biāo)的自動識別能夠滿足由航空影像制的影像增強(qiáng)方法按其計算過程可分為線性由某一場景的一幅像片再現(xiàn)該場景在不同圖、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取與自動更新變換和非線性變換兩大類,按操作對象可光照條件和視覺角度下的情景在一些實(shí)際的需要:從理論研究角度出發(fā),由子航空影分為點(diǎn)運(yùn)算、局部運(yùn)算和全局運(yùn)算三類。應(yīng)用中(如慮擬城市漫游)日顯重要,陰影的像中目標(biāo)的高度多樣性和復(fù)雜性,成功的(1)線性變換較為簡單直接,其中最常消除是解決這一類問題的重要步驟地物自動識別系統(tǒng)將為其它類型的影像理用的方法是一種增益補(bǔ)償法( Gainand然而,以往航空影像較低的分辨率和解問題提供具有普遍指導(dǎo)意義的理論和方 Offset),該方法按比例拉伸原圖像的動態(tài)計算硬件的限制使得像片中的陰影問題井法。因此這一問題吸引了大量的研究力范圍,是一種線性點(diǎn)運(yùn)算。它能使圖像充不突出,因此在已有的文獻(xiàn)中,有關(guān)陰影檢量,取得了大量的研究成果。本文對近十滿顯示設(shè)備的動態(tài)范圍,使輸出圖像直方測與消除的研究相對于航空影像處理的其年來有關(guān)影像前期預(yù)處理(特別是影像增圖的兩端達(dá)到飽和,但這井不意味著該方它主題(如分割、識別等)較為少見。近年強(qiáng))的研究進(jìn)展作一個簡單的介紹和評述。法能提供原圖像良好的視覺表現(xiàn)來,隨著影像分辨率的提高以及有關(guān)數(shù)字(2)非線性的點(diǎn)運(yùn)算方法有伽馬校正城市等方面的應(yīng)用研究飛速發(fā)展,這一方1影像預(yù)處理概念( Gamma Correction),對數(shù)變換和平方根面的研究才逐漸得到重視。已有的陰影檢遙感影像在獲取過程中,存在由各種變換等,這些方法可以增強(qiáng)圖像較暗區(qū)域測方法大致可分為兩類:一類基于模型,另因素引發(fā)的一些缺陷,如幾何形變的可見度,但同時卻付出降低較亮區(qū)城可一類則基于陰影的性質(zhì)。第一類方法中量失真、色彩失真和對比度或亮度偏低見度的代價模型是指有關(guān)場景、日標(biāo)的三維幾何結(jié)構(gòu)等。這些缺陷影響了影像的質(zhì)量和應(yīng)用(3)全局運(yùn)算方法通常都是非線性的,主和光源的己知信息,由此計算陰影區(qū)域必須通過一定的預(yù)處理措施予以校正。幾要有直方圖均衡和同態(tài)濾波等。以直方圖但光源和場景的三維結(jié)構(gòu)井不容易得到何形變是指影像上的像元在影像坐標(biāo)系中均衡為例,它將隨機(jī)分布的圖像直方圖修因此這類方法局限性較大。第二類方法則的坐標(biāo)與其在地圖坐標(biāo)系等參考華標(biāo)系中改為均勻分布的輸出圖像直方圖。其結(jié)果更具普遍性,通過分析陰影在亮度、幾何坐標(biāo)之間的差異,為了獲取正確的物體位置使較暗的區(qū)城亮度得以提高,較亮的區(qū)域結(jié)構(gòu)和色彩等方面的性質(zhì)來識別陰影。通量測,必須矯正幾何形變,消除這種差異的亮度降低,這一方法對于單峰或弱雙峰直常認(rèn)為,陰影是由直射光線被遮擋造成的,過程稱為幾何校正( Geometric Correction)。方圖圖像(很亮或很暗)較為有效,但卻不適因此陰影勢必較暗,較小的亮度被作為陰利用傳感器觀目標(biāo)的反射或輻射能量時,合強(qiáng)雙峰直方圖圖像(同時具有很亮和很影檢測的重要手段:陰影可分為半陰影區(qū)傳感器得到的測量值與目標(biāo)的光譜反射率暗區(qū)城)。和全陰影區(qū),來源于直射光線的部分遮擋或光譜輻射亮度等物理量是不一致的,這是(4)為了兼顧圖像中同時有較亮和較暗和全部遮擋,因此陰影的邊緣是一種“軟因?yàn)闇y量值中包含了太陽位置和角度條件、區(qū)域的情況(動態(tài)范圍較大),研究人員又提邊緣,這種幾何結(jié)構(gòu)可用于區(qū)分陰影邊緣薄霧等大氣條件所引起的失真。為了正確出了一些局部運(yùn)算的方法。簡單的有基于和非陰影邊緣:彩色圖像含有比灰度圖像評價物體的反射或輻射特性,必須清除這鄰域像元的平滑和銳化算法,但這兩種方更多的信息,因此有必要分析陰影的色彩些失真。消除影像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度法顯然各有優(yōu)缺點(diǎn)。特征,一些研究證進(jìn)行了這方面的工作,并中的各種失真的過程稱為輻射鬟校正除此之外,針對多重(多光譜、多時段、用于彩色圖像中的陰影檢測。然而,上( Radiometric Correction)。色彩失真和對多傳感器)影像的融合增強(qiáng)方法是當(dāng)前遙方法大都霜要滿足一定的假設(shè)條件(或者比度或亮度偏低則產(chǎn)生干邐感影像成像過感影像增強(qiáng)的重要方法之一,但這一部分說針對某一種實(shí)際情況),比如場景中僅有程中攝影器材的性能、薄劣等大氣條件和內(nèi)容不在本文的研究范圍之內(nèi)。上述方法一個光源,陰影位于相對平坦的區(qū)域,陰影一些嘬聲等,它影響了影像的視覺觀感和均有各自的優(yōu)缺點(diǎn),但最重要的一點(diǎn)是它區(qū)域內(nèi)灰度方差較小,有某種光度彩色不基于影像的特征提取和物體識別,必須加們均無法同時具有去噪.動態(tài)范圍壓縮、變量可以不因陰影而改變等等以改善。這一過程稱為影像增強(qiáng)( I mage以及色彩保真等功能。因此,有必要研究Enhancement)。為了突出重點(diǎn),本文將主要能有效去噪、壓縮現(xiàn)實(shí)場景中如陰影和非參考文蔽研究影像增強(qiáng),其它兩類預(yù)處理方法則不陰影區(qū)域這樣的大動態(tài)范圍變化,并具有山]李德仁,論21世紀(jì)遙感與GIS的發(fā)展在本文討論范圍之內(nèi)相當(dāng)色彩保真性的影像增強(qiáng)算法,為航空[.武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版),2003,影像的解釋(如特征提取)以及一些對影像28(2):127-1312影像增強(qiáng)視覺效果要求較尚的應(yīng)用(如虛擬城市漫[2]胡翔云航空遙感影像線狀地物與房星實(shí)際上,影像增強(qiáng)是計算機(jī)視覺研究游等)提供良好的初始數(shù)據(jù)。的自動提取[J武漢大學(xué),2001領(lǐng)城中的一個廣泛而重要的問題。其目的3]朱述龍,張占睦(編著),遙感圖像獲取是增強(qiáng)在混濁條件下(薄霧、煙霧、陰履和3陰影檢測與消除與分析M]北京:科學(xué)出版社,2000雨雪天氣等)獲取的數(shù)字圖像的真實(shí)感,以陰影是由于陽光等直射光線被遮擋造