9. Виды изображений

Изображение – это функция двух переменных f(x,y), определенная в некоторой области C плоскости Oxy и имеющая известное множество своих значений.

Черно-белая фотография: f(x,y)>=0; 0<=x<=a; 0<=y<=b; где f(x,y) – яркость изображения в точке x,y; a – ширина кадра, b – высота.

С учетом особенностей функции f разделяют следующие классы изображений:

1. Полутоновые (серые) – Ч/Б (градации серого) фотография – множество значений функции в области C может быть дискретным f e {f0,f1,…,fn, n>1} либо непрерывным {0<=f<=fmax}. Цветные изображения относятся сюда же, т.к. несколько монохромных цветовых компонент задают цвет (аналоговые, цифровые)

2. Бинарные (двухуровневые) изображения. f e {0,1};

3. Линейные – изображение представляет собой одну кривую или их множество.

4. Точечные изображения – изображение представляет собой k точек с координатами (xi,yi), а яркость fi e [1,k];

10. Формы записи изображений

Основными формами записи изображения является векторная и растровая форма.

При растровом способе формируется так называемый машинный кадр в виде совокупности N строк по M пикселей в каждой.

Пиксель – наименьший элемент изображения.

Изображение представляет собой двумерный массив f(i,j), i e [1..n]; j e [1..m], где f(i,j) – яркость пикселя в i-й строке и j-м столбце.

При векторной форме записи в ячейках памяти записываются координаты пиксела x,y и его яркость f, либо координаты начала и конца прямой линии и её яркость либо цвет, также векторные данные могут быть представлены функцией или алгоритмом.

Векторное изображение: записываются координаты и условное обозначение геометрических примитивов, к ним добавляются атрибуты яркости линий f и яркости фона a (к примеру)

Растровое изображение: записывется яркость всех пикселей, а также ширина и высота изображения (число строк и числе пикселей в строке).

Растровая форма: Более универсальна, информативна, соответствует архитектуре данных при цифровой обработке, но при сжатии растрового изображения чатсь информации безвозвратно теряется.

Векторная графика лишена этого недостатка, при любом масштабе точка изображается пикселом, а линия имеет одинаковую толщину, более экономичное чем растровое, т.к. не хранит информацию о «пустых» пикселях.

Вывод: при работе с космическими снимками приходится одновременно использовать растровую и векторную графику.

11. Представление цветных изображений

1. RGB – практически любой цвет, видимый человеком, может быть представлен как сумма трех линейно независимых так называемых основных цветов, взятых с весами f1, f2, f3; f=m1E1+m2E2+m3E3;

Этим трем компонентам соответствуют длины волн: lambda1=0,7 мкм – R; 0,5461 – G; 0,4358 – B; [Red-красный, G-зеленый, B-синий] f в этом случае множество значений f представляет собой трехмерное пространство интенсивности. Если m1=m2=m3=m, то изображение будет иметь различные оттенки серого, если не равны, то изображение окрашено в различные цвета.

При космической многоспектральной съемке используется больше спектральных каналов, которые могут быть как видимыми, так и невидимыми. Изначально множество значений f представляет собой n-мерное пространство интенсивности (m1,m2,…,mn) где n зависит от числа каналов съемочной аппаратуры. При визуализации таких изображений каждому вектору этого пространства можно присвоить какой-либо видимый человеческому глазу цвет, в результате будет получено космическое изображения в условных цветах.

2. YCbCr – данная система реализована в современных системах цветного телевидения. В ней учитывается то, что человеческий глаз очень чувствителен к изменению яркости изображения, но не замечает цвет мелких деталей.

Y – яркость пикселя, Cb-насыщеность синего цвета, Cr – насыщенность красного цвета. Насыщеность зеленого вычисляется из всех трех комполнент. Если исключить Cb и Cr.

3. CMYK – данная система предназначена для работы с различными печатными устройствами. C-голубой, M-пурпурный, Y-желтый, K-черный.

Введение данного способа продиктовано особенностями зрения. На дисплее человек видит светящееся изображение, а на бумаге – изображение в отраженном цвете, т.е. глаз регистрирует те цвета, которые остались после поглащения падающего цвета красителями.

При печати используются красители данных цветов, причем черный краситель повышает контраст с одной стороны, с другой стороны при смешении всех цветов нельзя получить яркий черный.

?? 12. Классификация съемочных систем

?? 13. Фотографические съемочные системы

?? 14. Сканирующие системы

?? 15. Аэрокосмические исследования природных ресурсов (таблица)

16. Геоинформатика и ГИС

Геоинформатика – это научное направление, разрабатывающее теорию, методы и технологии информационного обеспечения и автоматизации биосферных и геологических исследований в целях рационализации природопользования и охраны природы и окружающей среды.

Географические информационные системы – ГИС – это компьютерные системы сбора, хранения выборки, анализа и отображения пространственных данных.

Чаще всего включает в себя следующие блоки:

1. Сбор информации – источником служит любая информация с пространственной привязкой.

2. Блок обработки, сортировки, запоминания и хранения информации.

3. Блок моделирования и выявления связей между процессами

4. Блок оценки текущего состояния

5. Прогноз будущего состояния

6. Блок специальной обработки и визуализации

17. Классификация программ обработки изображений

В настоящее время можно выделить 2 вида ПО для обработки данных дистанционного зондирования.

1. Программы для цифровой фотограмметрической обработки изображений. В результате такой обработки мы получаем точные пространственные координаты любой точки местности

2. Программы тематического дешифрирования изображений

18. Особенности ГИС-программ

1. Форматы хранения файлов изображения более сложны поскольку большая роль отводится пространственным данным.

2. Наличие модуль-геодезических преобразований

3. Файлы изображений имеют иерархическую стьруктуру

Результаты обработки и промежуточные изображения не сохраняются, а хранится исходное изображение и совокупность алгоритмов его преобразования – это нужно для экономии места.

?? 19. Характеристика ERDAS IMAGINE

20. Качество изображений

Цель предварительной обработки изображений – это повышение их качества, при этом стремятся устранить все искажения, максимально приблизив изображение к идеально неискаженному.

Под реставрацией изображения понимают процедуру восстановления искаженного изображения.

Для спутниковых изображений реализуют процедуры геометрической, радиационной и атмосферной коррекции.

Для улучшения изображения его преобразуют в форму, наиболее удобную для визуального или машинного анализа. Улучшение изображения используется для того, чтобы подчеркнуть важнейшие признаки и облегчить задачу извлечения информации.

Кроме реставрации и улучшения изображения к процедурам предварительной обработки относятся геодезическая привязка космических снимков земной поверхности.