图像处理与解释系统用户手册分析.pdf

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1、遥感图像处理与解译系统 用 户 手 册 同济大学海洋与地球科学学院 地信课题组 2006 年 5 月 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 1 - 目录 第一章遥感图像处理与解译系统概述. 1 1.1 软件概述 . 1 1.2 软件特点 . 1 第二章遥感图像处理与解译系统的安装与卸载. 2 2.1 系统安装要求. 2 2.2 系统安装过程 2 2.3 系统卸载过程：. 2 第三章遥感图像处理与解译系统的使用. 3 3 1 系统启动界面. 3 3.2 系统主界面 . 3 3 3 文档管理： . 4 3.4 图像的格式及色度转换 4 3.5 图像预处理 . 5 3.6 点运算 6 3.7 图像

2、变换 7 3.8 图像增强 . 7 3.9 图像合成 . 8 3.10 图像形态学处理. 9 3.11 图像分析 . 9 3.12 图像分类 . 9 3.13 图像复原 . 10 3.14 图像压缩 . 11 3.9 窗口管理子系统的各项功能：. 12 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 1 - 第一章 遥感图像处理与解译系统概述 1.1 软件概述 欢迎使用遥感图像处理与解译系统 本软件重点是对遥感图像进行各种处理和解议，包括图像变换、图像增强、图像合成、 图像分析、图像分类、图像压缩、格式转换、以及图像预处理和色度变换等。 1.2 软件特点 ： 一、界面友好： 采用可视化操作界面，布局合

3、理，操作简单； 二、功能强大： 1、提供图像数据格式转换功能。可以就jpg、bmp、tif 、pcx、gif 、png、wmf 、ico、tga、 jpeg 等格式的数据进行任意的转换，并且存储； 2、提供图像色度转换功能。可以在RGB/YIQ ，RGB/YUV ，RGB/YCbCr ，RGB/GRAY 之间进行任意的色彩转换； 3、提供图像预处理功能。可以进行图像二值化以及对图像进行亮度和对比度的调整； 4、提供图像的点运算。可以查看图像的直方图，对图像进行反色处理，阙值变换、窗 口变换、灰度拉伸、灰度均衡以及图像的线性处理等功能； 5、提供图像的几何变换和正交变换的功能。在几何变换中包括图

4、像旋转、缩放、转置 和平移等功能， 以及垂直镜像、水平镜像、图像扭曲和定义图像的大小的功能；在图像的正 交变换中包括傅立叶变换、离散余弦变换以及沃尔什变换； 6、提供图像增强功能，包括图像平滑、中值滤波、梯度锐化、拉普拉斯锐化以及伪色 彩编码和浮雕效果； 7、提供图像合成的功能； 8、提供形态学处理，其中包括二值形态学处理和灰度形态学处理。 9、提供图像分析的功能，其中包括定向检测、轮廓提取、轮廓跟踪、种子填充、阙值 分割、投影检测、差影检测、模版匹配等部分； 10、提供图像分类的功能，其中包括监督分类、非监督分类、具有混合像元的图像分类 以及综合遥感图像分类等部分 11、提供图像还原的功能，

5、其中包括图像模糊、图像复原、图像噪声等部分。图像模糊 中又包括卷积模糊、卷积模糊+噪声、水平运动模糊、垂直运动模糊等四部分；图像复原中 包括逆滤波复原和维纳滤波复原等两部分；在图像噪声中包括随机噪声和椒盐噪声两部分； 12、提供图像压缩的功能，其中包括哈夫曼编码表、香弄弗诺编码表、行程编码、 LZW 编码以及 JEPG 编码等。 三、绿色软件： 本软件为绿色软件，对操作系统无污染，不需安装，方便卸载，便于携带，可以拷贝到 便携的 U 盘上随处运行； “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 2 - 第二章 遥感图像处理与解译系统的安装与卸载 2.1 系统安装要求: 硬件： 计算机兼容机 /品牌机

6、 CPU PIII1.6 GB 以上 内存256MB 以上 硬盘20GB 以上 显示1024 768 分辨率 操作系统Windows xp/2000 2.2 系统安装过程： 只需拷贝“图像处理应用程序”文件夹到任意硬盘下，即便安装成功。运行时点击“图 像处理 .exe”即可。 2.3 系统卸载过程： 因为是绿色软件，对系统无污染，在注册表中没有留下任何记录，所以只要把拷贝到本 地硬盘上的应用程序和附带的文件夹（名为：图像处理应用程序）删除即可。 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 3 - 第三章 遥感图像处理与解译系统的使用 点击遥感图像处理与解译系统可执行文件的图标即可运行该系统，如图所

7、示： 3 1 系统启动界面： 因为本系统要求其使用的对象为海洋学院学生，对用户有一定的权限限制，因此在启动 界面后，设有用户的登陆界面。启动界面及用户的登陆界面分别如下所示： 图 1：遥感图像处理与解译系统启动截面图 图 2：系统登陆窗体图 在开启遥感图像处理与解译系统时，如果用户输错用户名或密码三次以后，会弹出提示 系统出错对话框，同时系统将自动关闭，其界面如下所示： 图 3：登陆失败后的出错对话框 3.2 系统主界面组成部分： “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 4 - 图 4：系统主界面图 菜单栏和工具栏大部分功能是一一对应的，下面对系统中实现的功能及操作进行介绍。 3 3 文档管理

8、： 文档管理中主要包括四个部分，分别是文档打开、存贮、 关闭以及智能记录近期打开的 文件等四部分。 1) 文档打开：可以打开集成系统所涉及的各种( 主要常见 ) 类型的数据源,如地图扫描位 图影像 *.TIF 、*.BMP、*.JPG 、*.TGA等。各种格式的图像都可作为独立的文档读取,以相应 视窗显示。 2) 文档存贮： 以相应图像结构或经过格式转换来存贮文档，包括对各种处理结果图像的 存贮。 3) 文档关闭 : 可连续关闭选中的多个图像层。 4) 近期文件 : 提供快捷的打开图像文件的方式。 3.4 图像的格式及色度转换 图像的格式转换是将目标图转换为bmp、pcx、gif、 tif 、

9、jpeg 等；而图像的色度转换是 实现图像各色度之间的转换，包括了一些常用的色度之间的转换：RGB-YcbCr 、 RGB-Gray 等以及他们之间的反变换。 图像显示区 菜单栏 工具栏 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 5 - 要启动格式转换，点击工具栏上的“格式转换”按钮，择适合的文件格式点击 即可转换， 同时弹出保存对话框提醒用户保存转换后的文件。要启动色度转换，与启动格式 转换基本相同，点击工具栏上的“ 色度转换 ” 按钮，即可对图像进行常用色度之间的 转换，例如： RGB-YIQ 、RGB-YUV 、RGB-YcbCr 、RGB-Gray 等以及他们之间的反变 换。下图是RGB

10、-YIQ的转换实例。 图 5：RGB-YIQ 转换图 3.5 图像预处理 主要对多种影像实施各种预处理，使处理结果满足目视要求或有利于后续处理。主要包 括如下功能 : 1) 图像二值化处理: 包括固定阈值和双阈值二值化功能。将图像二值化，便于采用一些 成熟的二值化处理算法。阈值初值确定首先由软件统计提供，然后由用户借助经验确定。 2)图像可视化调整：对选定的原始图像进行实时的可视化调整，形象地调节明度和对比 度，以满足用户各种要求。 在图像可视化调整中包括亮度调整和对比度 调整，如右图所示： 以亮度调整为例，点击亮度调整，弹出对话 框如下图所示： “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 6 -

11、 图 6：亮度值调整窗体 通过调节亮度值，就可以改变图像的亮度，点击确定后，改变了的图像在“图像显示 区”内显示，并且可以保存。 3.6 点运算 利用图像上的像素点，来进行对图像的处理，图像输入是一个像素。处理之后输出的是 与此相对应的像素，而与他的邻域像素无关。主要包括以下几个方面：图像的阈值变换、图 像的窗口变换、 图像的灰度拉伸以及灰度均衡、图像的线性变换、图像反色以及查看直方图 等功能。以上功能全都是通过点击菜单栏上的“点运算” 弹出下拉菜单，用户直接选择相应 的操作即可。 以阙值变换为例。要启动阙值变换，点击菜单栏上的，在弹出的下拉菜单中选 择后，在图像显示区内弹出“阙值变换参数设置

12、”窗口，如下图所示： 图7：阙值变换参数设置”窗体 可以在阙值框中填入所需要的数值，如原图中的128 换成 23 后，所得图如下所示： “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 7 - 图 8：阙值为 23 后的图像 本下拉菜单中其他的功能操作基本同上。 3.7 图像变换 图像的变换包括几何变换和正交变换。几何变换是用以完成图像的旋转、缩放、水平、 垂直镜像变换、图像扭曲等基本处理功能；而图像正交变换主要包括Fourier 变换， DCT 变 换， Wollrsh 变换等，算法包括FFT、DCT 、 WOLLRSH 三种常用函数变换。下图分别是图 像几何变换中的水平镜像和垂直镜像效果图。 图 9

13、：水平镜像和垂直镜像效果图 3.8 图像增强 处理图像增强是指有选择地加强图像的某些信息，如边缘、轮廓、对比度等,以便于进 一步的处理和分析。增强方式有：对比度增强、图像平滑去噪、图像模板卷积，伪彩色增强 等。以及显示图像浮雕效果。 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 8 - 启动图像平滑去躁，点击菜单栏中的“图像增强”，在弹出的下拉菜单中选中 “图像平滑”，点击后弹出“图像平滑模板设置”窗口，如下图所示。用户选 中所需模板，点击“确定”后，即可在图像显示区内得到所需图像。 图10：图像平滑模版设计窗体 3.9 图像合成 启动图像合成，只需点击菜单栏中的“图像合成”，便弹出图像合成对话框如

14、 图 12 所示，在打开原图的基础上点击“加入源图” ，在弹出的对话框中选中所需图像，打开， 如图 11 所示。点击“合成” ，就可以在图像合成对话框中看到“原图”与“源图”合成后的 结果。如果用户需要，还可以选择合适的“原图”与“源图”的透明度，然后进行合成。 图 11：点击“加入源图”后弹出的对话框 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 9 - 图 12：图像合成窗体图 3.10 图像形态学处理 图像形态学处理包括图像的二值形态学变换及灰度形态学变换等功能。在二值形态学处 理中又包括膨胀、腐蚀、开运算、闭运算、细化功能；灰度形态学处理中又包括图像腐蚀、 图像膨胀、开运算、闭运算、形态学梯

15、度、形态学平滑，形态学边缘提取等功能。对于以上 各项功能，只需直接点击便可实现。 在二值形态学变换的各项处理中，如果选取的图像不符合系统要求，就会弹出如图13 所示的体统提示。 图 13：系统提示 3.11 图像分析 图像分析中包括定向检测、轮廓提取、轮廓跟踪、种子填充、阙值分割、投影检测、差 影检测、 模版匹配等功能。图像边缘提取显示了用各种常用算子提取的图像边缘图，边缘检 测技术 (包括基本边缘算子的检测方法和HOUGH 变换检测方法 )以及模板匹配三个功能块。 在图像的定向检测中又分为两类：边缘检测和平行直线检测，边缘检测又包括Robert 算子、 Sobel算子、 Prewitt算子、

16、 Kirsch 算子、 Gauss-Laplace算子等五种方法。种子填充中包 括简单的种子填充和扫描线种子填充两大类。投影检测中包括水平方向和垂直方向的检测。 以上各部分功能可以通过点击直接实现。 3.12 图像分类 图像分类包括图像监督分类、图像非监督分类、具 有混合像元的图像分类和综合遥感图像分类四类。监督 分类中包括最小距离法、欧几里德线性判别、马氏距离 线性判别、 Fisher 线性判别和Bayes 分类 5 大类。非监 督分类包括K- 均值算法和ISODATA 算法。综合遥感图 像分类包括引进高程信息的分类和引进线理信息分类两 类。 以上各部分功能可以通过点击直接实现。 “遥感图像

17、处理与解译系统”用户指南 - 10 - 3.13 图像复原 图像复原是指在保真度原则下，尽量恢复退化图像的本来面貌。简单逆滤波、Wiener 滤波最小平方滤波器，可对同一幅图像分别采用以上方法，也可用同一种方法处理不同的退 化图像 ,比较恢复结果，从而了解各方法的针对性及局限性。不仅各恢复方法的参数可变， 并可改变退化条件以得到各种程度的退化图像。 图像复原包括图像模糊、图像复原、 图像噪声三部分。其中图像模糊包括卷积模糊、卷 积模糊 +噪声、水平运动模糊、垂直运动模糊部分；图像复原包括逆滤波复原、维纳滤波复 原两类；图像噪声包括随机噪声、椒盐噪声两部分。 要启动随机噪声，首先点击系统菜单栏中

18、的，启动，系统会在图 像显示区内显示随机去噪后的结果，如图14 所示。 图 14：图像随机噪声结果图 要启动椒盐噪声，首先点击系统菜单栏中的，启动，系统会在图 像显示区内显示椒盐噪声后的结果，如图15 所示。 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 11 - 图 14：图像椒盐噪声结果图 3.14 图像压缩 图像压缩包括哈夫曼编码、香农弗诺编码、行程编码，LZW 编码、 JPEG 编码等方法。 启动哈夫曼编码，后会弹出列有灰度值、出现频率、哈夫曼编码以及码字长度的哈夫 曼编码表窗口，如 图 15：哈夫曼编码表 同样的方法还可以显示香农弗诺编码表。而在行程编码中又包括“保存为PCX文件” 和 “加载 PCX文件”两类；在LZW编码中包括“保存为GIF 文件”和“加载GIF 文件”两类； JEPG编码包括“保存为JEPG文件”和“加载JEPG文件”两类 “遥感图像处理与解译系统”用户指南 - 12 - 3.9 窗口管理子系统的各项功能： 窗口管理子系统包括：新建窗口的创立、视窗的层叠排列、视窗的平铺排列、视窗的顺 序关闭等四大类， 此项基本功能与WORD 中相同。 用户根据需求直接点击下拉菜单即可实现。