View
63
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
ChChươương 2ng 2
Ảnh màu đa phổ
Giáo trình Xử lý ảnh Kỹ thuật số Viễn thám - Hồ Đình Duẩn
TP.HCM 2005
Nội dung chương 2
Khái niệm màu sắc
Ảnh tổ hợp màu
Ảnh Fusion
NDVI
Ảnh logic & mặt nạ (masking)
Khái niệm cơ bản về màu sắcTTíính chnh chấất ct củủa via việệc nhc nhậận thn thứức c áánh snh sááng vng vàà mmààu u ssắắc cc củủa ma mắắt ngt ngườười:i:
BBướước sc sóóng nhng nhììn thn thấấy:y: 380380--700nm700nmTTếế bbàào Coneo Cone: : phphâân gin giảải khi khôông gian cao ng gian cao nhnhưưng kng kéém nhm nhạạy vy vớới i áánh snh sááng, cng, cóó 3 l3 lọọai ai ứứng ng vvớới R, G vi R, G vàà BBTTếế bbàào Rodo Rod : : rrấất nht nhạạy,y, nhnhưưng chng chỉỉ ccảảm nhm nhậận n áánh snh sááng trng trắắng/ng/đđenen
NhNhậận thn thứức mc mààu su sắắc cc cũũng lng làà mmộột qut quáá trtrìình tnh tââm lm lýý
Phổ điện từ của ánh sáng (Electromagnetic Spectrum)
PhPhảản xn xạạ phphổổ (Spectral(Spectral Reflectance)Reflectance)
0.4 0.6 0.8 1.21.0 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6
20
40
50
60
70
80
10
0
Vegetation
Soil
Clear River Water Turbid River Water
Wavelength (µm)
Perc
ent R
efle
ctan
ce
30
Trộn màu
MMọọi mi mààu cu cóó ththểể ttạạo to từừ 3 m3 mààu su sơơ ccấấp theo p theo nhnhữững tng tỉỉ llệệ nnàào o đđóóMMôô hhìình mnh mààu su sơơ ccấấp cp cộộng tng tíính (Additive nh (Additive PrimaryPrimary Colors)Colors)
Red, Green, BlueRed, Green, BlueMMôô hhìình mnh mààu su sơơ ccấấp thp thứứ hai (Subtractve hai (Subtractve Primary Colors)Primary Colors)
Magenta , Yellow, CyanMagenta , Yellow, Cyan
2 mô hình màu Mixtures of Light
(Additive Primaries )Mixtures of Pigments
(Subtractive Primaries )
Green
Red Blue
CyanYellow
Magenta
WhiteGreen
Yellow
CyanBlueMagenta
Red
Black
Định nghĩa của CIE về mô hình RGBĐịĐịnh nghnh nghĩĩa ba bởởii CIE CIE ((Commision Commision Internationale de Internationale de ll’’EclairageEclairage)) nnăămm19311931
CC = = rrRR + + ggGG + + bbBBC C : Color Stimulus: Color Stimulusr, g. b:r, g. b: TristimulusTristimulusValueValue
Bước sóng của các màu sơ cấp
RedRed 700700 nmnmGreenGreen 546546..11 nmnmBlueBlue 435435..88 nmnm
Tổ hợp màu (Color Composite)GGáán 3 kn 3 kêênh cho cnh cho cáác thc thàành phnh phầần mn mààu RGBu RGBTrue Color True Color Composite (tComposite (tổổ hhợợp mp mààu tu tựự nhinhiêên)n)
•• visiblevisible Red band Red band --> R> R•• visible Green band visible Green band --> G> G•• visible Blue band visible Blue band --> B> B
False Color False Color Composite (FCC Composite (FCC -- ttổổ hhợợp mp mààu giu giảả))•• Infrared bandInfrared band --> R> R•• visible Red bandvisible Red band -->> GG•• visible Green bandvisible Green band --> B> B
HoHoặặc mc mộột ct cáách gch gáán khn kháác choc cho R,G,BR,G,B
Một ví dụ về Color Composite : LANDSATBand 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7
Visible Blue Visible Green Visible Red Near IR Middle IR Middle IR
B G R B G R B GR
True Color (321) False Color (432) Tổ hợp màu khác
Tổ hợp màu
TTổổ hhợợp mp mààu tu tựự nhinhiêên 542n 542
Mô hình màu HSI (Munsell)MMààu cu cóó ththểể đượđược bic biểểu diu diễễn bn bởởi 3 yi 3 yếếu tu tốố H,S,IH,S,I
Hue (sHue (sắắc lc lượượng)ng)Saturation (Saturation (độđộ bbảảo ho hòòa)a)Intensity (cIntensity (còòn gn gọọi li làà Value, Value, độđộ chchóói)i)
Biến đổi giữa RGB và HSI và data fusion
NguyNguyêên tn tắắc:c:RGBRGB --> HSI > HSI --> Operation > Operation --> H> H’’SS’’II’’ --> R> R’’GG’’BB’’
Data Fusion Data Fusion gigiữữa a ảảnh mnh mààu vu vàà trtrắắng ng đđen (en (Highres Highres panchromatic,panchromatic, Radar Radar …… ))SPOTSPOT : : trtrộộn n ảảnhnh 20m False Color 20m False Color vvớớii 10m Monochrome 10m Monochrome
•• Spectral Info. Spectral Info. 20m Multi20m Multi--band false band false colorcolor•• Texture InfoTexture Info 10m Monochrome 10m Monochrome bandband
Landsat 7, IKONOSLandsat 7, IKONOS--Pan Sharpened Pan Sharpened (4 met & 1 met)(4 met & 1 met)
Biến đổi giữa RGB và HSI
S
H
IWhite
Black
MBR
YGC
Double Hexagon
Hexagonal Dipyramid
Hexagonal Pyramid
http://www.couleur.org/index.php?page=transformations#HSI
Pseudo-colorGGáán cn cáác mc mààu khu kháác nhau cho mc nhau cho mỗỗi ci cấấp p độđộ ssááng cng củủa ma mộột t ảảnh nh trtrắắng ng đđen (indexeden (indexed color)color)
Ví dụ về Pseudo-color
Một ứng dụng: Chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)
ThThựực vc vậật ht hấấp thp thụụ Visible Red, Visible Red, phphảản xn xạạNear InfraredNear InfraredNDVI cNDVI cóó ththểể địđịnh nghnh nghĩĩa nha nhưư llàà ttỉỉ ssốốgigiữữaa NIR NIR vvàà VRVR
NDVI = NIR / VRNDVI = NIR / VRHoHoặặc logc log( NIR/VR )( NIR/VR )HoHoặặc (c ( NIR NIR -- VR ) / ( NIR+VR) VR ) / ( NIR+VR)
(c(côông thng thứức cuc cuốối ci cùùng hay dng hay dùùng nhng nhấất)t)
NDVI - ý nghĩa hình họcNDVI = (NIR - VR)/(NIR+VR) = tanα = y'/x'
VR
αNIR = VR NDVI = 0
NDVI=1.0
θ
forest bare land
x'
y'
x'y'
= cos π/4 sin π/4– sin π/4 cos π/4
VRNIR
tan α =y'x' = NIR – VR
NIR + VRNIR
NDVI= -1.0
Các kênh phổ dùng cho NDVINDVI =NDVI = ( NIR ( NIR -- VR ) / ( NIR+VR ) / ( NIR+VR )VR )
NIRNIR VRVRLandsatLandsat MSS:MSS: B7B7 B5B5LandsatLandsat TMTM B4B4 B3B3SPOT XS:SPOT XS: 33 22
NOAA AVHRRNOAA AVHRR 22 11
NDVI Image
Landsat B3: VR
Landsat B4: NIR
BarelandGood Forest
NDVI - ví dụNDVI= ( NIR NDVI= ( NIR -- VR ) / ( NIR+VR)VR ) / ( NIR+VR)
Giãn giá trị của NDVI
--1.0 < 1.0 < NDVI < 1.0NDVI < 1.0Save as Floating Point Save as Floating Point ValueValueGiGiããn [n [ --1.0 1.0 ,, 1.1.0]0] ra khra khỏỏangang 00--255255
00 < (NDVI+1.0< (NDVI+1.0)*128)*128 < 256< 256
Độ chính xác của tính tóan NDVI
PhPhéép chia p chia đđôôi khi li khi lààm tm tăăng nhing nhiễễu (noise)u (noise)NNếếuu NIR NIR vvàà VR VR ggầần gin giáá trtrịị 00, ph, phéép tp tíính nh llààm tm tăăng nhing nhiễễuu
Do Do đđóó: l: lọọai trai trừừ ccáác vc vùùng cng cóó gigiáá trtrịị ththấấp p trtrướước khi tc khi tíính (waternh (water, , shadedshaded area...)area...)
Ảnh binary (ảnh logic)CCóó gigiáá trtrịị 0 ho0 hoặặc 1 ( hoc 1 ( hoặặc Falsec False // True)True)LogicalLogical Operator: Operator: NOTNOT, AND, OR, XOR, AND, OR, XORCCóó ththểể ddùùng ng đểđể ttạạo co cáác vc vùùng mng mớớii
(Broad(Broad--leave leave Tree)Tree) OR OR (Conifer(Conifer Tree)Tree) --> > ForestForest(Bare(Bare--land)land) AND AND (Steep(Steep Area)Area) --> Slope > Slope Failure AreaFailure Area
Logical OperatorXOR0 0 01 0 10 1 11 1 0
XOR Dùng để:Clear Image,Cursol Display
OR0 0 01 0 10 1 11 1 1
ANDAND00 00 0011 00 0000 11 0011 11 1
NOT0 11 0
1
0: False1: True
Ứng dụng của Ảnh LogicROI (RegionROI (Region of of Interest)Interest)
ĐịĐịnh nghnh nghĩĩa ma mộột vt vùùng chung chuẩẩn bn bịị cho ccho cáác c phphéép tp tóóanan
ttíính cnh cáác thc thôông sng sốố ththốống kng kêê statistics statistics địđịnh nghnh nghĩĩa la lớớp (Classp (Class definition)definition)
ẢẢnh mnh mặặt nt nạạ (Mask(Mask Image,Image, vvíí ddụụ Cloud Mask, Cloud Mask, Land Mask Land Mask …… ))
0 : 0 : False ;False ; NotNot 0 ( usually 255 0 ( usually 255 ) : True) : True
Ví dụ về masking
AND
Recommended