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遥感图像中薄云遮挡影响消除方法研究

作　者: 李敏敏
导　师: 王霞
学　校: 河北工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 遥感薄云 同态滤波 数学形态学 对比度扩展 反锐化掩模滤波
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着遥感数据的应用日益广泛,遥感图像质量问题也成为研究者关注的焦点。遥感成像记录地物信息时不可避免地受到很多因素的影响,云噪声是遥感图像中最常见的干扰因素。对于单幅薄云覆盖遥感图像,可以从图像增强的角度消除薄云影响以增强地物信息。本文讨论了遥感图像退化模型,介绍了图像数据校准方法、图像噪声消除方法和图像增强技术。首先,分析遥感成像影响因素、薄云成像机理、薄云区域特性;研究同态滤波算法、数学形态学算法和小波算法去云原理并进行仿真和分析。然后,研究了图像空域和频域增强技术、图像锐化技术等,并将其与现有去云算法结合实现对薄云去除算法的改进。该算法从空域频域结合的角度,先选择合适的结构元素和特性较好的巴特沃斯滤波器,通过形态滤波和同态滤波去除大量薄云;再通过线性灰度变换进行对比度扩展增强图像对比度;然后通过反锐化掩模滤波增强图像的细节信息,形成空域频域结合的改进算法。对改进算法进行仿真,大量实验证明改进算法能够在较好保留地物信息的同时最大限度地去除薄云分量,有较好的去云效果。最后,分析人眼视觉特性,通过目视比较对各算法去云效果做出主观评价;采用统计特性评价方法,选用统计参数对大量实验数据进行分析比较,证明了改进算法可行、有效;设计薄云消除算法实现系统,方便地选择图像和算法并确定相应参数,快速地实现薄云去除,直观地显示各算法的处理效果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-11
  §1-1 课题研究背景  8
  §1-2 研究目的与意义  8-9
  §1-3 遥感图像去云技术发展  9-10
  §1-4 本文主要工作  10-11
第二章 遥感图像的退化  11-17
  §2-1 遥感图像退化模型  11-12
  §2-2 图像数据校准  12-13
  §2-3 图像噪声消除方法  13-14
  §2-4 遥感图像增强  14-16
    2-4-1 遥感图像增强目的  14
    2-4-2 遥感图像增强技术分类  14-16
  §2-5 本章小结  16-17
第三章 薄云影响消除算法实现  17-28
  §3-1 薄云成像机理分析  17-18
    §3-1-1 遥感成像的大气干扰  17
    §3-1-2 薄云成像原理  17-18
    §3-1-3 薄云区域特性分析  18
  §3-2 同态滤波去云算法  18-21
    3-2-1 二维离散傅立叶变换  18-19
    3-2-2 同态滤波流程和原理  19
    3-2-3 滤波器特性分析  19-20
    3-2-4 仿真结果及分析  20-21
  §3-3 数学形态学去云算法  21-24
    3-3-1 灰值形态学  21-23
    3-3-2 数学形态学去云流程和原理  23-24
    3-3-3 仿真结果及分析  24
  §3-4 基于小波的薄云去除算法  24-27
    3-4-1 连续小波变换  24-25
    3-4-2 离散小波变换  25
    3-4-3 小波变换去云原理  25-26
    3-4-4 仿真结果及分析  26-27
  §3-5 本章小结  27-28
第四章 改进薄云去除算法的研究和实现  28-45
  §4-1 直方图与图像清晰性  28
  §4-2 基于空域增强的改进算法  28-31
    4-2-1 直方图均衡化  28-29
    4-2-2 空域滤波增强  29
    4-2-3 空域增强算法实现和分析  29-31
  §4-3 空域与频域结合的改进算法  31-35
    4-3-1 对比度增强  31-33
    4-3-2 图像锐化  33-35
    4-3-3 反锐化掩模滤波  35
  §4-4 改进算法的原理和实现  35-37
    4-4-1 改进算法流程和原理  35-36
    4-4-2 滤波器设计和结构元素  36-37
  §4-5 仿真结果及分析  37-44
  §4-6 本章小结  44-45
第五章 实验结果与质量评价  45-58
  §5-1 人的视觉特性与目视评价  45-49
    5-1-1 人的视觉特性  45-47
    5-1-2 去云效果的目视评价  47-49
  §5-2 统计特性评价标准  49-50
  §5-3 实验数据的分析比较  50-53
  §5-4 遥感图像薄云消除算法系统设计  53-57
  §5-5 本章小结  57-58
第六章 总结与展望  58-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
攻读学位期间所取得的相关科研成果  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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