CN103955896A - 一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法 - Google Patents

Abstract

一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，(1)从待处理遥感影像中分离绿波段、近红外波段、蓝波段以及红波段，获取绿波段以及近红外波段的亮度值；(2)利用上述绿波段和近红外波段的亮度值重新计算得到新的绿波段亮度值；(3)将新的绿波段亮度值赋值给步骤(1)中分离的绿波段，得到增强后的绿波段；(4)将增强后的绿波段以及步骤(1)中分离后的红波段、蓝波段按照红波段、绿波段、蓝波段的顺序进行重新组合，得到增强后的真彩色图像。

Description

一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及提升遥感图像视觉效果的方法，适用于具有蓝、绿、红、近红外波段的多光谱卫星影像以真彩色方式进行屏幕显示或打印出图。

背景技术

卫星图像显示方式有两种：一种是真彩色显示，一种是假彩色显示，真彩色显示就是将卫星图像中红、绿、蓝波段按顺序放在红、绿、蓝通道显示，真彩色显示出来的图像与人眼看到的真实世界是一致的；假彩色显示并不严格遵循红、绿、蓝波段与显示通道一一对应规则，假彩色显示出来的图像与真实世界并不一致，水不一定是蓝色的，植被不一定是绿色的。假彩色显示主要应用于图像分类解译等特殊方面，真彩色显示由于更符合人眼习惯，被广泛的使用。本发明技术的功能是提升卫星图像真彩色显示的视觉效果。

在卫星图像处理中，经常发现蓝、绿、红光波段组合的真彩色不如真实世界颜色丰富、饱满，导致图像输出或者显示的效果较差。尤其是春、冬季节的卫星图像，卫星图像明显“偏暗”，暗部细节无法识别。原因有两个方面：一是光谱能量经过大气层后衰减厉害，生产出的图像大气辐射校正不到位；二是由于季节或者纬度位置影响，卫星成像时光谱能量偏低。这两种原因都会导致图像光谱能量不足，图像信息丢失。需要采用图像增强方法，提高图像亮度值，改善图像的清晰度。

目前，国内外对于卫星图像增强的研究主要集中在假彩色波段模拟与图像融合以及PHOTOSHOP图像处理三个方面，比如：SPOT5、CBERS-02C等卫星多光谱传感器并没有设置蓝光波段，导致这些卫星多光谱图像无法组合出真彩色图像。为了让这些没有蓝光波段的卫星图像也能呈现出符合大家熟悉的自然真彩色图像，业内主流方法都是采用其他波段模拟出蓝光波段(模拟出来的蓝波段以及真彩色还是无法与真正的蓝、绿、红波段组合的真彩色那样自然、真实)。对于，已设置有蓝、绿、红光波段的卫星图像的增强方法很少有相关研究与文章。卫星图像融合技术一般将多光谱图像与全色图像进行融合处理，生产一幅既保留多光谱信息又具有全色高空间分辨率的新图像。图像融合前原始图像中的“低反射植被光谱信息”，照样会带入到融合后的图像中，所以，图像融合技术同样不能解决卫星图像植被光谱能量偏弱以及图像亮度值偏低问题。PHOTOSHOP图像处理软件，虽然能提高图像亮度值，但是它不会只改变植被亮度，而是对图像中所有地物进行改变，导致图像失真。所以，传统的图像增强方法都不能使处理后的图像达到既漂亮又真实的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，该方法精确增强绿波段图像中的植被信息，而不改变其他地物信息，把增强后的绿波段与原始红、蓝波段重新组合成真彩色，这样重新组合的的真彩色图像，色彩丰富、纹理细节清楚、颜色不失真。

本发明的技术方案如下：一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，包括如下步骤：

(1)从待处理遥感影像中分离绿波段、近红外波段、蓝波段以及红波段，获取绿波段以及近红外波段的亮度值；

(2)利用上述绿波段和近红外波段的亮度值重新计算得到新的绿波段亮度值；

(3)将新的绿波段亮度值赋值给步骤(1)中分离的绿波段，得到增强后的绿波段；

(4)将增强后的绿波段以及步骤(1)中分离后的红波段、蓝波段按照红波段、绿波段、蓝波段的顺序进行重新组合，得到增强后的真彩色图像。

所述步骤(2)中的计算公式如下：

B2’＝(1-a)B2+a*B4

B2、B4分别代表步骤(1)中获得的绿波段、近红外波段的亮度值，B2’代表增强后的绿波段亮度值，a为增强系数，a取值介于0-1之间，当绿色植被信息需要加强，则增大a的取值，否则减小a值。

所述增强系数a值取1/4。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

(1)由于近红外波段拥有别的波段无法比拟的特点：近红外对植被地物的光谱反射能量明显增强，而对其他地物的反射能量则没有明显变化。本发明方法将近红波段信息加入到绿波段中，增加绿波段中植被的光谱能量。这样将近红外波段引入到绿波段能精确增强图像中植被的颜色，并不影响其他地物信息，在提升图像视觉效果的同时，保障了图像的真实性；

(2)本发明通过调整近红外亮度值加入系数的大小，能精确控制增强后图像中红外波段能量，从而改变植被“绿”的程度，根据实际需要与人类视觉习惯，取一个适合的“绿”度即可。

本发明方法通过对加入近红外信息比例的控制，能让调整后的图像的植被呈现春、夏、秋、冬不同季节的颜色。

(3)本发明方法增强后的绿波段，亮度值变大，重新组成的真彩色图像色彩饱满、纹理细节清晰、颜色真实，适合电子屏幕显示与数码打印输出。

(4)本发明将增强后的绿波段与红波段、蓝波段按照红、绿、蓝顺序重新组合生成真彩色图像，真彩色图像相对其他通过模拟蓝波段生成的真彩色更符合真实自然世界的本来的颜色也符合人眼视觉习惯。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2原始真彩色卫星图像；

图3增强后的真彩色卫星图像；

图4原始真彩色卫星图像的红、绿、蓝灰度直方图；

图5增强后真彩色卫星图像的红、绿、蓝灰度直方图。

具体实施方式

以下将给出本发明的实施例，并予以详细描述，以便更好地说明本发明特点和功能，使得本发明更易于理解，而不是用来限定本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，包括如下步骤：

(1)从待处理遥感影像中分离绿波段、近红外波段、蓝波段以及红波段，获取绿波段以及近红外波段的亮度值；

(2)利用上述绿波段和近红外波段的亮度值重新计算得到新的绿波段亮度值；

B2’＝(1-a)B2+a*B4

B2、B4分别代表步骤(1)中获得的绿波段、近红外波段的亮度值，B2’代表增强后的绿波段亮度值，a为增强系数，a取值介于0-1之间，a的典型取值1/4，当绿色植被信息需要进一步加强，则增大a的取值，否则减小a值。

(3)将新的绿波段亮度值赋值给步骤(1)中分离的绿波段，得到增强后的绿波段；

(4)将增强后的绿波段以及步骤(1)中分离后的红波段、蓝波段按照红波段、绿波段、蓝波段的顺序进行重新组合，得到增强后的真彩色图像。

图2是按红、绿、蓝波段顺序组合的原始遥感图像，该图像植被颜色“黯淡”，暗部细节信息无法识别。

图3是按照本发明方法增强后的红、绿、蓝波段顺序组合图像，该图像植被信息丰富，整图颜色艳丽，细节层次分明。

图4是原始遥感图像绿波段直方图与本发明增强后绿波段直方图对比，从图中显示增强后绿波段亮度平均值要稍大于原始遥感图像绿波段亮度平均值，说明增强后绿波段包含的信息要多于原始遥感图像绿波段包含的信息。

本发明的保护范围并不局限于上述内容，熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内的基础上所做的方案的变形、变化或者替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)从待处理遥感影像中分离绿波段、近红外波段、蓝波段以及红波段，获取绿波段以及近红外波段的亮度值；

(2)利用上述绿波段和近红外波段的亮度值重新计算得到新的绿波段亮度值；

(3)将新的绿波段亮度值赋值给步骤(1)中分离的绿波段，得到增强后的绿波段；

(4)将增强后的绿波段以及步骤(1)中分离后的红波段、蓝波段按照红波段、绿波段、蓝波段的顺序进行重新组合，得到增强后的真彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，其特征在于：所述步骤(2)中的计算公式如下：

B2’＝(1-a)B2+a*B4

B2、B4分别代表步骤(1)中获得的绿波段、近红外波段的亮度值，B2’代表增强后的绿波段亮度值，a为增强系数，a取值介于0-1之间，当绿色植被信息需要加强，则增大a的取值，否则减小a值。

3.根据权利要求2所述的一种提升卫星图像视觉效果的真彩色增强方法，其特征在于所述增强系数a值取1/4。