1、基于 K-L 变换的多光谱图像增强方法14 四川测绘第 3l 卷第 1 期 2008 年 2 月蒸豢 L 变换的多光谱图像增强方法j 李晨钊蒲世超一(78155 部队,四川成都 610036)=,l_摘要】 为在多光谱图像增强同时保持其光谱特性,提出了基于 K-L 变换的多光谱图像增强方法,并在研究如何准确零育后光谱保持度的基础上,提出了光谱特性保持系数的概念.实验结果表明,该方法在对多光谱图像增强的同时,能较好地保持多光谱图像的光谱特性.关键词】光谱特性;多光谱图像增强:光谱特性保持系数中图分类号P237文献标识码B文章编号1001-8379(2008)Ol 一 001402TheMetho
2、dofMultispectralImageEnhancementBasedonK.LTransformationL/Chen.zhaoPUfchao(Army78155,Chengdu610036,China)Abstract:Forsimultaneouslymaintainsitsspectralcharacteristicinthemultispectraimageenhancement,WeproposedthemethodofmultispectraimageenhancementbasedontheK-Ltransformation,andtostudyhowaccuratelyq
3、uantifiedbeforeandaftertheincreaseofmaintainingspectrumonthebasisofspectralcharacteristicsputforwardtheconceptofmeasurementofretainingspectralcharacter.Experimentalresultsshowthatthemethodinthemultispectraimageenhancementatthesametime,canbewellmaintainedmultispectraimagesofspectralcharacteristics.Ke
4、ywords:Spectralcharacter;Multispectralimagesenhancement;Measurementofretainingspectralcharacter1 引言研究多光谱图像的增强方法,对于多光谱图像的进一步利用具有重要意义和价值,但由于多光谱图像各波段间具有极强的相关性,所以在增强多光谱图像的同时如何保持其光谱特性不变成为多光谱增强的关键.目前的多光谱增强中能保持光谱特性的方法主要是基于多源遥感数据融合的增强,而用传统的图像增强方法直接对多光谱图像单波段进行增强必然会破坏图像的光谱信息.为此,本文提出一种基于去相关的多光谱图像增强方法,并用实际多光谱数据
5、进行验证.2 理论基础变换是对某一多光谱图像 X,利用变换矩阵 A 进行线性组合,而产生一组新的多光谱图像 y,即 Y=AX:M缟.,缟,缟.,M.,屯M谚为 f 波段的方差,谚,为 f 波段和波段的协方差.对图像中每一像元矢量逐个乘以矩阵 A,便得到新图像中的每一像元矢量.A 的作用是对多波段的像元亮度进行加权运算,实现线性变换.经过变换组合,输出图像 y 的协方差矩阵为由特征值组成的对角矩阵:0:000:(2)它只存在方差项,不存在协方差项,即变换后各分量之间互不相关,相互独立.此时对多光谱图像的任意一个或多个波段进行增强处理:y=厂()(3)因为各波段之间互不相关,增强处理互不影响.增强
6、处理完成后,再对图像进行反变换:X=Ary.则增强后的新图像 X保持了多光谱图像的光谱特性,这样既达到增强多光谱图像的目的,四川测绘第 31 卷第 1 期 2008 年 2 月 15又保存了多光谱图像的光谱信息.同时,由于L 变换对不相关噪声没有影响,所以信息减少时,便突出了噪声,最后的分量几乎全是躁声,因此L 又可分离出噪声.这样既实现了数据融合又减少了噪声,提高了影像的利用度.为了准确量化图像变换前后的光谱特性的保持程度,定义多光谱图像同名像点灰度值比例的绝对值在增强前后的相关系数为光谱特性保持系数,假设 a,分别为变换前后第波段某同名像点灰度值,令 A:,日:L,则光谱特性保持af+1b
7、f+1系数的表达式为:K=(4)=莩 A,否=n-I,z 为波根据公式可知光谱特性保持系数是标准化的协方差函数,所以准确地量化了多光谱图像增强前后光谱特性的保持程度.值越大,则光谱特性的保持程度越高,即光谱信息损失越少.3 实验结论根据基于去相关的光谱特性保持的多光谱图像增强方法,选取了七波段图像,分别用直接增强和光谱保持的增强方法对原图像的一,三,五,七波段分单波段进行了亮度和对比度增强.为保证实验结果数据的稳定性和可靠性,特选取水系范围(95,214)(122,25)间矩形区域的平均灰度作为对应同名像点的灰度进行了统计,并作出了两种增强方法增强后水系的光谱特性曲线与增强前水系光谱特性曲线的
8、变化对比图,如图 l.由图 l 可知,经过光谱特性保持的多光谱增强后的光谱特性曲线与增强前光谱曲线更加逼近.同时,直接增强的光谱保持系数仅为 0.707946,而本文方法增强系数 K=0.915717.将原始多光谱图像,直接增强结果,光保持增强结果的前三个波段进行影像合成,可以明显看出光谱特性保持的多光谱增强不仅增强了图像,还较好地保持了其光谱特性.合成后图像分别如图 2图 4.图 2 原始多光谱合成图像图 3 直接增强结果合成图像图 4 本文方法增强结果合成图像图 1 光谱特性曲线的变化对比图(下转第 29 页)四 JrlJ 绘第 31 卷第 1 期 2008 年 2 月 296 结论基于
9、CoIIlGIS 的房地产图文资料管理信息系统在直观的电子地图上将设计图文资料与房产项目的空间分布一一对应,使房产项目及图文资料的查询可视,快捷,方便,实现了房产图文资料的规范化,信息化管理,对提高房地产管理部门的管理水平和办公效率具有重要的意义.此外,本文所采用的技术方案与路线对其它单位的图文管理系统建设也具有一定的参考价值与借鉴意义.参考文献1陈军,陈尚超 ,唐治锋.用非第一范式关系表达 GIS 时态属性数据J.武汉测绘科技大学,1995,20(1).2刘莉.企业房地产管理研究D1.成都:四川大学,2005.3李剑波,汪永琳 ,李小华.基于管理的房地产信息系统设计J.计算机技术与发展,20
10、06,16(2).4李伟玲,黄海塔 .现代化的房地产测量信:息管理系统初探J. 测绘与空间地理信息,2005,28(5).5徐爱俊,黄全义 ,罗年学,朱颖城市房产管理信息系统研究J.焦作工学院( 自然科学版 ),2002,21(4).收稿日期2007-02-01.作者简介 卢正 ,副教授,四川建筑职业技术学院,副院长.(上接第 15 页)4 成果应用前景R?c?冈萨雷斯,等? 数字图像处理M?北京: 科学出版社,1978.本文研究的光谱特性保持的多光谱图像增强技6FundamentalsofRemoteSensingEz.EditedbyZHU术与方法,可以用于遥感多光谱图像预处理的光谱 Sh
11、ulong.ProvidedbyCCRS.增强,有利于多光谱图像在分类,识别等方面的进73 徐士良.C 常用算法程序集M.北京:清华大学出版一步应用.社,1996.同时,本文提出的光谱特性保持系数,在多光谱增强,遥感多源数据融合等多光谱处理中准确量化处理前后光谱特性的保持程度提供了方法.参考文献1朱述龙,张占睦 .遥感图像获取与分析M.北京:科学出版社,2000.2马蔼乃.遥感概论 M.北京 :科学出版社,1984.3许殿元,丁树柏 .遥感图像信息处理M.北京:宇航出版社,1990.4杨枝灵,王开 .Visualc+数字图像获取处理及实践应用M. 北京:人民邮电出版社,2003.收稿日期2007-08-29作者简介 李晨钊 (1971 一), 男,湖北麻城人,工程师,主要从事摄影测量与遥感技术的生产和管理工作.
