Лабораторная работа1

Лабораторная работа №1

Анализ цифрового изображения

Цель работы: закрепить на практике теоретические основы формирования цифрового изображения, его основные свойства и особенности.

Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

1. Рассчитать объем памяти, занимаемой цифровым изображением.

2. Выполнить переход от системы координат цифрового изображения к плоской системе координат.

3. Изменить значения яркости цифрового изображения и проанализировать полученный результат.

4. Определить размер элемента цифрового изображения.

5. Построить исходную функцию по её разложению в ряд Фурье.

Исходные материалы:

• отсканированный аэрофотоснимок;

• паспортные данные АФА (элементы внутреннего ориентирования, координаты координатных меток);

1. Задача №1: формат кадра 18*18 см, разрешающая способность изображения 20 мкм, 1 пиксель занимает 1 байт памяти, найти объем памяти, занимаемой цифровым изображением.

Задача №2: объем памяти, занимаемой цифровым изображением 267 Мб, формат кадра 23*23 см, 16300*16300 пикселей, найти разрешающую способность изображения.

Вариант:

1) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 10 мкм.

2) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 15 мкм.

3) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 10 мкм.

4) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 15 мкм.

5) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 10 мкм.

6) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 15 мкм.

7) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 10 мкм.

8) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 15 мкм.

9) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 5 мкм.

10) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 20 мкм.

11) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 5 мкм.

12) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 20 мкм.

13) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 5 мкм.

14) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 20 мкм.

15) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 5 мкм.

16) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 20 мкм.

17) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 25 мкм.

2. Переход от системы координат цифрового изображения к плоской системе координат выполняется измерением координат координатных меток снимка (внутреннее ориентирование снимка). Затем для каждой координатной метки составляются уравнения аффинного преобразования:

,

где – коэффициенты аффинного преобразования,

– плоские координаты координатных меток (из паспорта АФА),

– измеренные координаты координатных меток на цифровом изображении.

Таким образом, зная координаты координатных меток, взятые из паспорта АФА и измеренные по цифровым изображениям, можно вычислить коэффициенты аффинного преобразования. После этого вычисляются плоские координаты координатных меток. И далее все измерения по снимкам выполняются в плоской системе координат в мм.

3. Данное задание выполняется в программном комплексе ENVI. Сначала нужно загрузить изображение: File → Open Image File и выберите снимок 04.tif. В списке доступных изображений выберите 04.tif, нажмите на правую кнопку мыши и выберите Load to new display. Чтобы увидеть данное изображение в виде матрицы чисел, в меню окна Image выбираем: Tools – Spatial Pixel Editor (1 строчка). Выберите наиболее однотонное место на изображении, например, как на картинке, выделите некоторое количество ячеек, а далее для замены значений яркости в выбранных ячейках используется следующая функция:

, замените значение яркости на 255, сохраните изменения и закройте окно с матрицей чисел.

Создайте, таким образом, какую-нибудь фигуру на снимке.

4. Определить размер элемента цифрового изображения, если известно R в лин./мм.

5. Построить исходную функцию по её разложению в ряд Фурье, если известен период T.

К зачету по лабораторной работе представить: отчёт оформленный в соответствии с стандартом СТО СГГА-011-2006.

Контрольные вопросы по лабораторной работе

1. Что называется цифровым изображением?

2. Что влияет на объем памяти, занимаемый цифровым изображением?

3. В чем заключается аффинное преобразование?

4. Какие процессы происходят при формировании цифрового изображения?

5. Как определить размер элемента сканирования?

6. Разложение функции в ряд Фурье.