ENVI遥感图像增强处理

任务五图像增强目录1.空间域增强处理............................................................................................................................11.1卷积滤波.............................................................................................................................12.辐射增强处理................................................................................................................................22.1交互式直方图拉伸.............................................................................................................23.光谱增强处理................................................................................................................................43.1波段比的计算.....................................................................................................................43.2色彩空间变换.....................................................................................................................53.3NDVI计算...........................................................................................................................64.傅里叶变换....................................................................................................................................64.1快速傅里叶变换.................................................................................................................64.2定义FFT滤波器................................................................................................................74.3反向FFT变换....................................................................................................................85.波段组合........................................................................................................................................85.1RGB合成显示....................................................................................................................81图像增强的主要目的是提高图像的目视效果，以便处理结果图像比原图像更适合于特定的应用要求，方便人工目视解译、图像分类中的样本选取等。ENVI图像增强的内容主要包括：空间域增强处理辐射增强处理光谱增强处理傅里叶变换波段组合1.空间域增强处理空间域增强处理是通过直接改变图像中的单个像元及相邻像元的灰度值来增强图像。1.1卷积滤波卷积滤波是通过消除特定的空间频率来增强图像。它们的核心部分是卷积核，ENVI提供很多卷积核，包括高通滤波、低通滤波、拉普拉斯算子、方向滤波、高斯高通滤波、高斯低通滤波、中值滤波、Sobel、Roberts，还可以自定义卷积核。使用数据：lena.jpg具体操作：通过尝试ENVI提供的各种图像增强算子，观察比较图像增强的效果。（1）打开图像文件lena.jpg。（2）在主菜单中，选择FilterConvolutionsandMorphology。（3）在ConvolutionsandMorphologyTool中，选择Convolutions滤波类型。（4）不同的滤波类型对应不同的参数，主要包括三项参数：KernelSize（卷积核的大小）卷积核的大小，以奇数来表示，如3×3、5×5等，有些卷积核不能改变大小，包括Sobel和Roberts。ImageAddBack（输入加回值）将原始图像中的一部分“加回”到卷积滤波结果图像上，有助于保持图像的空间连续性。该方法常用于图像锐化。“加回”值是原始图像在结果输出图像中所占的百分比。EditableKernel（编辑卷积核中各项的值）在文本框中双击鼠标可以进行编辑，选择FileSaveKernel可以把卷积核保存为文件（.ker），选择FileRestoreKernel可以打开一个卷积核文件。（5）卷积增强图像中的单个波段a）选择ConvolutionsHighPass，其他项按照默认设置，单击QuickApply按钮，第一次点击此按钮会提示选择增强的波段，增强后的波段在Display中显示。如果要更改卷积增强波段，选择OptionsChangeQuick-ApplyInputBand。b）选择FileSaveQuickResulttoFile，可以将增强结果保存（6）卷积增强图像文件a）单击ApplyToFile按钮，在ConvolutionInputFile对话框中选择图像文件。b）选择输出路径及文件名。22.辐射增强处理辐射增强处理是通过对单个像元的灰度值进行变换来增强处理，如直方图匹配、直方图拉伸、去条带噪声等。2.1交互式直方图拉伸使用数据：lena.jpg将一个多光谱图像打开并在Display中显示。在主图像窗口中，选择EnhanceInteractivestretching，就可以打开交互式直方图拉伸操作对话框（图1）。图1交互式直方图拉伸操作对话框在交互式直方图拉伸操作对话框中：显示一个输入直方图和一个输出直方图，它们表明当前的输入数据以及分别应用的拉伸。两条垂线（虚线）表明当前拉伸所用到的最小值和最大值，其值显示在Stretch标签的两个文本框中。对于彩色图像来说，直方图的颜色与所选择的波段颜色一致（系统默认显示红色波段），可以用鼠标选择RGB波段。在状态栏中列出拉伸类型和直方图来源，或者当前十字指针指定DN值和指定DN值的像元数、直方图及累计直方图。在交互式直方图拉伸操作对话框中的菜单命令及其功能。表1File菜单命令及功能菜单命令功能ExportStretchSaveStretchtoLUTRestoreLUTStretchSavePlotAs输出图像拉伸结果拉伸结果（LUT表）可以保存为ASCII文件或默认拉伸LUT打开原先保存的LUT导出直方图为图像文件3Stretch_Type菜单命令是拉伸方法选项，共有7种拉伸方法：菜单命令功能LinearPiecewiseLinearGaussianEqualizationSquareRootArbitraryUserDefinedLUT线性拉伸分段线性拉伸高斯拉伸直方图均衡化拉伸平方根拉伸自定义拉伸和直方图均衡化自定义查找表拉伸Histogram_Source菜单命令是选择直方图生成源，有主图像窗口（Image）、滚动窗口（Scroll）、放大窗口（Zoom）、整个原始波段（Band）和感兴趣区（ROI）。Default命令菜单包括一些默认拉伸方式以及直方图生成源，与主图像菜单中Enhance的默认拉伸一致。Option菜单命令及其功能：菜单命令功能ResetStretchSetGaussianStdvSetFloatingPointPrecisionEditUserDefinedLUTEditPiecewiseLinearHistogramParametersAutoResetHistogramAutoApplyLockStretchBars恢复默认拉伸设置Gaussian拉伸的标准差设置浮点数据的小数点位数交互定义LUT编辑分段线性拉伸分段点参数直方图参数设置设定对新加载数据是否应用之前输入的范围自动应用拉伸处理锁定最小值和最大值拉伸条（垂直虚线）间的距离交互式直方图拉伸的操作过程：（1）在Display中加载图像，在主图像窗口中，选择EnhanceInteractivestretching，打开交互式直方图拉伸操作对话框。（2）要浏览像元DN值和指定DN值的像元个数、百分比以及累计百分比，可以在直方图内按住鼠标左键并拖动随之产生的白色十字交叉指针，在状态栏中显示信息。（3）在交互式直方图拉伸操作对话框中，选择Stretch_Type拉伸方法。不同拉伸方法操作和参数设置不一样，常用操作如下：Linear（线性拉伸）（1）选择Stretch_TypeLinear（2）选择OptionsAutoApply，打开自动应用功能（3）设定拉伸范围，使用鼠标左键，移动输入直方图中的垂直线（白色虚线）到所需要的位置，或在“Stretch”文本框中输入所需要的DN值或一个数据百分比PiecewiseLinear（分段线性拉伸）（1）选择Stretch_TypePiecewiseLinear（2）选择OptionsAutoApply，打开自动应用功能（3）一个转换函数（初始伟一条白色直线）将被绘制在输入直方图中。在输入直方图的任何位置点击鼠标中键，为转换函数增加一个节点，绘制的线段将把端点和绘制的节点标记连接起来。（4）要移动一个点的位置，在标记上按住鼠标左键，然后把它拖放到一个新位置。要删除4点，在标记上点击鼠标右键。也可以手动地键入输入和输出值，选择OptionsEditPiecewiseLinear。Gaussian（高斯拉伸）（1）选择Stretch_TypeGaussian（2）选择OptionsAutoApply，打开自动应用功能（3）设定拉伸范围，使用鼠标左键，移动输入直方图中的垂直线（白色虚线）到所需要的位置，或在“Stretch”文本框中输入所需要的DN值或一个数据百分比（4）选择OptionsSetGaussianStdv，设置高斯标准差（5）输出直方图用一条红色曲线显示被选择的Gaussian函数。被拉伸数据的分布呈白色，并叠加显示在红色Gaussian函数上Equalization（直方图均衡化拉伸）（1）选择Stretch_TypeEqualization（2）选择OptionsAutoApply，打开自动应用功能（3）设定拉伸范围，使用鼠标左键，移动输入直方图中的垂直线（白色虚线）到