灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率。以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。它是图像的一个重要特征，反映了图像灰度分布的情况。 频率的计算式为：
3.2 直方图的性质
①灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况，而不能反映图像像素的位置,即丢失了像素的位置信息。
②一幅图像对应唯一的灰度直方图，反之不成立。不同的图像可对应相同的直方图。
③一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和即为原图像的直方图。 3.3 直方图的应用
①用于判断图像量化是否恰当 ②用于确定图像二值化的阈值
③当影像上目标的灰度值比其它部分灰度值大或者灰度区间已知时，可利用直方图统计图像中物体的面积。 ④ 计算图像信息量H（熵） 4 图像处理算法的形式 4.1图像处理基本功能的形式
按图像处理的输出形式，图像处理的基本功能可分为三种形式。 1）单幅图像 → 单幅图像 2）多幅图像 →单幅图像
3）单（或多）幅图像→ 数字或符号等 4.2图像处理的几种具体算法 （1）局部处理 （2）迭代处理 （3）跟踪处理
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vi?nin（4）位置不变处理和位置可变处理 （5）窗口处理和模板处理 5 图像的数据结构与特征 5.1 图像的数据结构 （1）组合方式
组合方式是一个字长存放多个像素灰度值的方式。它能起到节省内存的作用，但导致计算量增加，使处理程序复杂。 （2）比特面方式
按比特位存取像素，即将所有像素的相同比特位用一个二维数组表示，形成比特面。n个比特位的灰度图像采用比特面方式存取就有n个比特面。这种结构能充分利用内存空间，便于比特面之间的逻辑运算，但对灰度图像处理耗时多。 （3）分层结构
由原始图像开始依次构成像素数愈来愈少的一幅幅图像，就能使数据表示具有分层性，其代表有锥形(金字塔)结构。 （4）树结构
对于如图所示的一幅二值图像的行、列接连不断地二等分，如果图像被分割部分中的全体像素都变成具有相同的特征时，这一部分则不再分割。 （5）多重图像数据存储
以多谱图像为例，有下列三种存储方式： ①逐波段存储，分波段处理时采用； ②逐行存储，行扫描记录设备采用； ③逐像素存储，用于分类。 5.2 图像文件格式 （1）RAW格式 （2）BMP格式
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6 图像的特征 （1）图像的特征
1）自然特征：①光谱特征；②几何特征；③时相特征
2）人工特征：①直方图特征；②灰度边缘特征；③线、角点、纹理特征 按提取特征的范围大小又可分为：①点特征；②局部特征；③区域特征；④整体特征
（2）特征提取
获取图像特征信息的操作称作特征提取。它作为模式识别、图像理解或信息量压缩的基础是很重要的。通过特征提取，可以获得特征构成的图像（称作特征图像）和特征参数。 （3）特征空间
把从图像提取的m个特征量y1，y 2，…，ym，用m维的向量Y＝[y1 y2…ym]t表示称为特征向量。另外，对应于各特征量的m维空间叫做特征空间。 作业:
1、图像数字化概念、数字化参数对图像质量的影响？ 2、 图像灰度直方图的概念、如何计算、 性质及其应用。 教学总结：
本次课程的内容主要包括图像数字化概念、数字化参数对图像质量的影响、 数字化器性能评价；图像灰度直方图的基本概念、计算、 性质及其应用；数字图像处理算法形式与数据结构；图像图像文件格式与特征。其中重点要知道学生掌握图像数字化、图像灰度直方图和图像文件BMP格式。
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第5讲
课 题：遥感图像的辐射处理（1）
目的要求：1. 了解辐射传输过程； 2.了解产生辐射误差的原因；3.了解辐射校正的原理
重 点：辐射校正的过程 难 点：辐射误差的来源 教学课时：2课时
教学方法：授课为主、鼓励课堂交流 本次课涉及的学术前沿：图像的增强处理
1、遥感图像的辐射校正 概念：
辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。 遥感图像的辐射误差主要包括：
-----传感器本身的性能引起的辐射误差； -----地形影响和光照条件的变化引起的辐 -----大气的散射和吸收引起的辐射误差。
（1）传感器定标：所谓传感器定标就是指建立传感器每个探测元所输出信号的数值量化值与该探测器对应象元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系 绝对定标是研究把传感器输出的数字值或遥感图像高精度地转换为物理量的技术。
1) 传感器实验室定标 2) 遥感器星上内定标 3) 遥感器场地外定标
相对定标是为了校正传感器各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始数字计数值进行归一化的一种处理过程
1)直方图均衡化TM 2)均匀场景图像法SPOT
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射误差；
（2）太阳高度角和地形影响引起的辐射误差校正
太阳高度角和地形影响引起的辐射误差,在多光谱图像上可以通过两个波段的比值基本消除其影响 。 （3）大气校正
1) 基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正 2) 大气模型
3) 利用波段特性来校正
A: 回归分析法 B:直方图法
2 遥感图像辐射增强
遥感图像增强是为特定目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。图像增强的实质是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差。它不能增加原始图像的信息，有时反而会损失一些信息。它也是计算机自动分类一种预处理方法。
（1）直方图变换 （2）灰度变换 1）直方图均衡 2）直方图正态化 3）直方图匹配 4）亮度反转处理 5）线性变换 （3）彩色变换
1）彩色合成 (多波段色彩变换) 2）伪彩色增强技术 (单波段彩色变换) 3）IHS变换
I 明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。
物体反射率越高，明度就越高。
H 色调：是色彩彼此相互区分的特性。
S 饱和度：是色彩纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的
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