Цифровое изображение. Сущность, основные понятия.
Цифровое изображение есть структурированный массив чисел., предназначенный для визуализации и обработки на компьютерах. Способы записи цифровых изображений: Векторный:А) координаты точек, яркости. Б) координаты начала-конца линий, яркости. В) координаты линий ограничивающих полигоны, яркости 2. Растровый- матрица. Наиболее часто цифровые изображения представляются в виде двумерных массивов чисел. Такая форма представления называется «растровой». Каждое из чисел этих массивов является минимальным элементом цифрового изображения и называется пикселом. Цифровое значение пиксела характеризует среднее относительное или абсолютное значение некоторой физической характеристики определенного участка поверхности земли (яркость, температура, влажность и т.п.). Каждый пиксел имеет также простейшие относительные пространственные координаты – номер строки и номер столбца, которые могут быть в дальнейшем соотнесены с реальными пространственными координатами. Как правило, каждый пиксел цифрового изображения кодируется однобайтовым или трехбайтовым числом. Один байт позволяет представлять 256 возможных уровней яркости. Однобайтовые растровые изображения используются для представления черно-белых (gray scale) изображений. Для цветных изображений обычно используют формат три байта на пиксел - по 1 байту на каждый из трех основных цветов (24-битное кодирование). В результате цветное цифровое изображение может представлять 16,7 млн. оттенков цвета. Современные сканерные съемочные системы, обеспечивают получение информации в виде цифровых изображений. Фотоснимки же для помещения их в цифровую систему обработки требуют предварительного преобразования их в цифровой формат. Это производится путем цифрового кодирования снимка с помощью специальных аналогово-цифровых преобразователей (сканеров, сканирующих микроденситометров и т.п.). Дискретизация достигается с помощью координатной сетки, образованной линиями, параллельными осям x и y Декартовой системы координат. В каждом узле такой решетки делается отсчет яркости или прозрачности носителя зрительно воспринимаемой информации, которая затем квантуется и представляется в памяти компьютера. При вводе цветных изображений отсчеты яркости или прозрачности берутся для трех основных цветов. Большинство аэрокосмических сканерных съемок для целей исследования Земной поверхности проводят в нескольких (3-х и более) спектральных зонах. В этом случае на одну и ту же территорию формируется серия зональных цифровых изображений, получаемых отдельно для каждой зоны электромагнитного спектра. Аналогичным образом могут представляться цветные фотоснимки – при их сканировании могут быть получены три зональных цифровых изображения.В результате многозональные и цветные цифровые изображения формируются в виде набора растровых слоев, существующих либо в отдельных файлах, либо сопряженных в одном файле. Существует два основных типа цифровыхизображений – количественные и тематические. В количественных изображениях числовые значения пикселов обозначают некоторые относительные величины реальных физических параметров отображаемых объектов. Например, яркость, высоту над уровнем моря, температуру, вегетационный индекс, величину радиоизлучения и т.п. В тематических изображениях числовые значения пикселов могут обозначать некоторые цифровые коды, например коды категорий земель, древесных пород, групп полнот, или номерные значения, например номера классов, выделенных при автоматизированной классификации и пр.
|
|
|
|
|
|
46-47.
Виды предварительной обработки изображений, их суть, и назначение. Предварительная обработка проводится с целью приведения цифровых космических изображений к виду, максимально удовлетворяющему конкретным целям и задачам дальнейшей их обработки потребителем. Получаемые в результате предварительной обработки вторичные изображения должны позволять потребителю информации выполнять с некоторой гарантированной точностью необходимые геометрические и радиометрические измерения.Как правило, значительная часть предварительной обработки производится в организациях, выполняющих съемку. При этом ими выполняются только те виды коррекций, которые являются универсальными и не зависят от тематики дальнейшего использования изображений. Основными составляющими предварительной обработки изображений являются радиометрическая коррекция, геометрическая коррекция, сжатие данных, улучшение изображений . Радиометрическая коррекцияпризвана устранить влияние на значения пикселов изображений приборных и атмосферных помех: а)“стриппинг”(наличие вертикальных или горизонтальных) полос, возникающих в результате ухудшения чувствительности детектора по отношению к другим детекторам датчика сканирующего прибора. б) “шумы”, как в бортовой, так и в наземной аппаратуре приема и обработки данных и приводит к образованию импульсных случайных всплесков сигналов, произвольно расположенных по всему полю изображения. в) «сбойные строки», возникающие в результате потери функции передачи модуляции сигнала, поступающего на вход детектора ПЗС линейки или временного насыщения детектора во время сканирования (подобно эффекту ослепления сетчатки глаза при работе вспышки фотоаппарата). Геометрическая коррекция призвана устранить искажения полученного цифрового изображения, вызванные влиянием вращения и кривизны Земли, особенностями сканерной развертки, наличием перспективных искажений. К геометрической коррекции относится также пространственная привязка цифровых изображений к топографической основе ГИС с учетом влияния рельефа наблюдаемой местности. Для ввода цифровых изображений в ГИС и совмещения их с различными картами необходимо трансформирование. При этом для изображений равнинной поверхности и слабохолмистых участков в зависимости от параметров съемки (высота съемки, полоса захвата, угол визирования) чаще всего достаточно двухмерного трансформирования, позволяющего перевести «искаженную» плоскость цифрового изображения в проекцию топографической основы используемой ГИС, принятую за «истинную». Трансформирования изображений поверхностей, где влияние рельефа на геометрию снимков более существенно, требует использования еще более сложных преобразований – ортотрансформирования, осуществляемых с использованием принципов и подходов цифровой фотограмметрии. При этом основой для проведения ортотрансформирования является цифровая модель рельефа (ЦМР) изучаемой местности. Кроме ЦМР требуется информация о положении камеры или датчика в момент съемки - элементы внешнего ориентирования камеры и элементы внутреннего ориентирования снимка. Сжатие изображенийпроизводится с целью уменьшения объема, занимаемого цифровыми изображениями для их хранения и передачи. Изображения занимают намного больше места в памяти, чем любые другие данные. Улучшение изображений производится преимущественно радиометрическими методами. Наиболее распространенные из них это различные методы контрастирования, эквализация, постеризация, инверсия, разнообразные пространственные фильтры (свертки) а также методы, основанные на использовании многозональности изображений.
|
|
|
|
|
|
48
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 480; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!