2022年遥感图像色彩增强处理方法探讨_周云 .pdf
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1、第 33卷 第 4期2010年 8月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIAL I N FORMATION TEC HNOLOGYVo.l 33,No.4A ug.,2010收稿日期:2010-05-17作者简介:周云(1989-),女,湖北武汉人,武汉大学遥感信息工程学院遥感信息科学与技术专业在读本科生,研究方向为摄影与测量。遥感图像色彩增强处理方法探讨周云,符思涛(武汉大学遥感信息工程学院,湖北 武汉 430079)摘要:卫星遥感技术已在我国经济和社会发展及国防建设中得到了广泛应用并发挥了不可或缺的作用。随着应用的深入,人们对遥感信息质量的要求也在不断提高。图像色彩增强技术作为遥
2、感图像处理的重要手段,可以有效地改善遥感图像的视觉效果、增强信息的识别率,实现遥感应用质量的显著提高。本文根据RGB、HSV 和HSI三个色彩模型的功能特点,通过三个模型之间的转换实验以及彩色图像的灰度化实验,对遥感图像的增强处理方法进行探讨。关键词:色彩模型;图像色彩增强;灰度化中图分类号:TP75文献标识码:B文章编号:1672-5867(2010)04-0153-04D iscussionon the ProcessingM ethod of Color Enhance m ent onRemote Sensi ng Im ageZHOU Yun,FU Si-tao(School of
3、Re m ote Sensing and InformationEngineering,W uhan Un iversity,W uhan 430079,Ch ina)Abstrac t:Satellite re motesensing techno logyhas aw ide application andplays an indispensablerole in the econo m ic develop ment,social development of our country,and our national defense constructi on.W ith the dee
4、peni ng of its application,the requirement for thequality of re mote sensingin formation is continually i mproved.Asan i mportantm eans for re mote sensing i mageprocessing,i magecolorenhanc ing technique can effectively i mprove the visual effect of the i mage,enhancethe recogn ition rate of infor
5、mation,and evidentlyi mprovethequality of remo tesensing application.According t o the function characteristics ofRGB,H SV andH SI color models,throughthe conversionexperi ment of these threemodels andgraying experi mentof color i mage,th is paperd iscussedt he enhancing processingmethod of remo te
6、sensi ng i mage.K eyword s:color mode;l i mage color enhancing;graying0 引言卫星探测技术的快速发展带来了遥感数据源的极大丰富,而这些信息只有通过处理才能成为可以使用的图像信息。图像增强处理是遥感图像处理的重要环节,图像增强处理方法很多,其中的色彩增强是遥感图像增强处理的重要方法之一。通过图像色彩的增强和色彩模型的转换,可以突出图像中相关的专题信息,改善图像的视觉效果,便于分析者更容易地识别图像内容,从图像中提取有用的定量化信息。1 图像色彩中的色彩模型1)RGB色彩模型RGB色彩模型为三基色模型,由红色(R ed)、绿色(
7、Green)和蓝色(Blue)三种颜色组合而成,利用 RGB三基色可以混合成任意颜色。数字图像中所谓全彩是指用24位来记录色彩,而各种颜色的光线基本都可以用RGB三原色合成,因此,RGB模型在各种彩色成像设备和彩色显示设备中使用。在RCB色彩模式中,Red、Green、Blue每种颜色都被表示为8位的颜色信息,所以每种颜色均有一个 1-255的亮度值。由三种原色组合起来则可以得到约 1677万种颜色,即通常所说的真彩色。2)H S V 色彩模型H S V(hue,sat uration,value)色彩变换系统是由蒙塞尔色彩空间简化而来,是以色彩的色调、饱和度、亮度为三要素来表示的。该系统被土
8、壤和地质学家用来描述土壤岩石和水体的颜色特征。属于非线性彩色的表示系统。H S V 色彩表示方法同人对色彩的感知相一致,利于图像名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 4 页 -处理。将 TM 影像 RGB空间的三个波段转换为H SV空间后,信息结构更加紧凑,各个分量的独立性增强,并且信息丢失少。3)H SI色彩模型该模型 是 从 人的 视 觉 系 统 出 发,用 H 代 表 色 调(Hue)、S代表饱和度(Saturatio n)和 I代表亮度(Inte nsity)来描述色彩。H SI色彩空间可以用一个圆锥空间模型来描述,能把色调、亮度和饱和度的变化情形表现得很清楚。
9、饱和度与颜色的白光光量刚好成反比,它可以说是一个颜色鲜明与否的指标。因此如果在显示器上使用H IS模型来处理图像,能得到较为逼真的效果。2 图像色彩增强处理方法不同的色彩模型有不同的功能和应用。在进行图像增强处理时,可以根据应用需要选择适合的模型,也可以进行不同模型之间的转换以实现所需效果。1)RGB模型与 H SI、H S V模型之间的转换以下选用宜昌葛洲坝地区的TM 遥感图像进行实验。通过设计算法,进行两种模型之间的转换实验,实现图像的增强效果。!算法设计以 RGB和 H IS模型的球体变换为例,设计模型之间的转换算法。a)从 RGB模型到 H IS模型设任何 3个 R、G、B在 0,1之
10、间,其对应 H IS的 I、H、S分量可以按如下公式计算:I=13(R+G+B)S=1-3(R+G+B)m in(R,G,B)H=arccos(R-G)+(R-B)1/2(R-G)2+(R-B)(G-B)1/2其中,H 值在 0o,180 o之间,对应 G?B的情况,在G 180 o,可令 H=360 o-H,将 H 转化到 186o,360 o之间。采用 H#=H/360 o将 H 转化到 0,1 之间。若S=0对应无色的中心的,H 无意义,定义为0。当I=0时,S也无意义。b)从 H IS模型到 RGB模型设 S,I在 0,1,R,G,B也在 0,1则转换公式为:当 H 在 0?,120?
11、时:B=I(1-S)R=I1+S cosHcos(60?-H)G=3I-(B+R)当 H 在 120?,240?时:R=I(1-S)G=1 1+S cos(H-120?)cosHB=3I-(R+G)当 H 在 240?,360?时:G=I(1-S)B=11+S cos(H-240?)cos(300?-H)R=3I-(G+B)%方法和步骤a)从 RGB模型变换为 H IS模型第一步:图像导入。在计算机上读入TM 图像并获取图像信息,包括图像首地址的内存、图像的长和宽、每行实际字节数以及第一个字节所在的位置。第二步:获取 图像 RGB三个 通道的信 息。24位的B MP图像每个像素由三个字节组成,
12、按照存储方式从左到右分别为 G,B,R,用三个变量存储GBR三个分量。第三步:将球体变换的公式翻译成C+语言的模式写入程序中,其公式在算法设计中。球体变换的计算公式中 RGB取值为 0到 1之间,IS取值为0到 1之间,H 为0到 360之间,故变换之前要对RGB分量做线性拉伸,即除以 255;变换之后要对H IS做线性拉伸,IS乘以 255,而H 乘以 255后除以 360。第四步:将 IS H分量赋值给每个像素的三个字节,刷新视图。b)从 H IS模型变换为 RGB模型第一步:读入 TM 图像并获取图像信息,内容包括图像首地址的内存、图像的长和宽、每行实际字节数、以及第一个字节所在的位置。
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