二、彩色变换
亮度值的变化可以改善图像的质量,但就人眼对图像的观察能力而言,一般正常人眼只能分辨20级左右的亮度级,而对彩色的分辨能力则可达100多种,远远大于对黑白亮度值的分辨能力。不同的彩色变换可大大增强图像的可读性,在此介绍常用的三种彩色变换方法。
单波段彩色变换
多波段色彩变换
HLS变换
单波段黑白遥感图像可按亮度分层,对每层赋予不同的色彩,使之成为一幅彩***像。这种方法又叫密度分割,即按图像的密度进行分层,每一层所包含的亮度值范围可以不同。例如,亮度0~10为第一层,赋值1,11~15为第二层,赋值2,16~30为第三层,赋值3,等等,再给1,2,3等分别赋不同的颜色,于是生成一幅彩***像。目前计算机显示彩色的能力很强,理论上完全可以将256层的黑白亮度赋予256种彩色,因此彩色变换很有前景。
对于遥感影像而言,将黑白单波段影像赋上彩色总是有一定目的的,如果分层方案与地物光谱差异对应得好,可以区分出地物的类别。例如在红外波段,水体的吸收很强,在图像上表现为接近黑色,这时若取低亮度值为分割点并以某种颜色表现则可以分离出水体;同理砂地反射率高,取较高亮度为分割点,可以从亮区以彩色分离出砂地。因此,只要掌握地物光谱的特点,就可以获得较好的地物类别图像。当地物光谱的规律性在某一影像上表现不太明显时,也可以简单地对每一层亮度值赋色,以得到彩色影像,也会较一般黑白影像的目视效果好。
根据加色法彩色合成原理,选择遥感影像的某三个波段,分别赋予红、绿、蓝三种原色,就可以合成彩色影像。
根据原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色是否相同,可分为真彩色合成和假彩色合成。
彩色合成的原理图
反射率ρ/%
λ
真彩***像
真彩***像上影像的颜色与地物颜色基本一致。
利用数字技术合成真彩***像时,是把红色波段的影像作为合成图像中的红色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把蓝色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。
如TM321分别用RGB合成的图像。
假彩***像
假彩***像是指图像上影像的色调与实际地物色调不一致的图像。
遥感中最常见的假彩***像是彩色红外合成的标准假彩***像。它是在彩色合成时,把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。
如TM432用RGB合成的图像为标准假彩***像。
多波段影像合成时,方案的选择十分重要,它决定了彩色影像能否显示较丰富的地物信息或突出某一方面的信息。以陆地卫星Landsat的TM影像为例,TM的7个波段中,第2波段是绿色波段(~),第4段波段是近红外波段(~。当4,3,2波段被分别赋予红、绿、蓝色时,即绿波段赋蓝,红波段赋绿,红外波段赋红时,这一合成方案被称为标准假彩色合成,是一种最常用的合成方案。
实际应用时,应根据不同的应用目的经实验、分析,寻找最佳合成方案,以达到最好的目视效果。通常,以合成后的信息量最大和波段之间的信息相关最小作为选取合成的最佳目标,例如,TM的4,5,3波段依次被赋予红、绿、蓝色进行合成,可以突出较丰富的信息,包括水体、城区、山区、平原及线性特征等,有时这一合成方案甚至优于标准的4,3,2波段的假彩色合成
TM标准假彩色合成图像
TM7(R)、4(G)、2(B)
TM3(R)、2(G)、1(B)
TM4(R)、5(G)、3(B)
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