-
1
以下实验使用
<
/p>
影像
一．图像增强转换处理
1
．
Principal
Component Analysis (
主成分分析
) <
/p>
主成分分析（
PCA
）用多波段数据的一
个线性变换，变换数据到一个新的坐标系统，以
使数据的差异达到最大。这一技术对于增
强信息含量、隔离噪声、减少数据维数非常有用。
ENVI
能完成正向的和逆向
(
正向的
PC
旋转
)
正向的
PC
旋转用一个线性变换使数据差异达到最大。当你运用正向的
PC
旋转时，
ENVI
允许你计算新的统计值，或将已经存在的统计项进行旋转。输出值可以存为字节型、
浮点型、整型、长整型或双精度型。你也可以基于特征值抽取
PC
旋转输出的部分内容，生
成只有你需要的
PC
波段的输出。一旦旋转完成，将会出现
PC
特
征值图。显示出每一个输出
的
PC
波段的差异量。
PC
波段将显示在
Available Bands List
中。
Compute New
Statistics and Rotate
(
计算新的统计值和旋转
)
这一选项用于计算数据特征值、协方差或相关系数以及
PC
正向的旋转。
1
选择
Transforms
>
Principal Components
>
Forward PC Rotation
>
Compute New
Statistics and Rotate.
2
出现
Principal Components Input
File
对话框时，
选择输入文件或用标准
ENVI
选择程
序建立子集。
3
出现
Forward PC Rotation
Parameters
对话框时，在
“Stats X/Y
Resize Factor”
文本框
键入小于
1
的调整系数，
对计算统计值的数据
进行二次抽样。
键入一个小于
1 <
/p>
的调整系数，
以提高统计计算的速度。例如，在统计计算时，用一
个
0.1
的调整系数将只用到十分之一
的像元。
4
若需要，键入一个输出统计文件名。
5
点击按钮，选择是否计算
“Covariance
Matrix”
。
计算主成分时，<
/p>
有代表性地要用到协方差矩阵。
当波段之间数据范围差异较大时，
要用
到相关系数矩阵，并且需要标准化。
6
选用
“File”
或
“Memory”
输出。
·若选择输出到
“File”
，在标有“
Enter Output
Filename
”的文本框里键入要输出的文件
名；或用“<
/p>
Choose
”按钮选择一个输出文件名。
7
从
“Output
Data
Type”
菜单里，选择
需要的输出类型（字节型，整型，无符号整型，
长整型，无符号长整型，浮点型，双精度
型）。
8
用下列选项，选择输出
PC
波段数。
·限定输出
PC
波段数，键入需要的数字，或用
“Number of Output PC Bands”
标签附近
的按钮确定输出的
PC
波段数。默认的输出波段数等于输入的波段数。
·通过检查特征值，选择输出的
PC
波段数。
A
点击
“Select Subset from
Eigenvalues”
标签附近的按钮，选择“
YES<
/p>
”。
特征值将被计算，出现
Select
Output PC Bands
对话框，列表显示着每一个波段和其相
应的特征值。同时也为所有波段显示出每个波段中包含的数据变化的累积百分比。
B
在
“Number of
Output PC Bands”
文本框里，键入一个数字或点击按钮，确定输出的波段
1
2
数。特征值大的
PC
波段包含最大量的数据差异。较小的特征值包含较少的数据信息和较
多的噪声
。有时，为存储磁盘空间，最好仅仅输出特征值大的那些波段。
C
在
Select Output
PC Bands
对话框里，
点击
“
OK
”。
输出的
PC
旋转将只包含你选择
的波段
数。例如，如果你选择“
4
”作为输出的波段数，只有前
4
个波段会出现在你的输
出文件里。
9
选择上面一个选项以后，在
Forward PC
Rotation Parameters
对话框里，点击“
OK
”
为选择的输入文件计算协方差或相关系数和特征值，并进
行正向的
PC
旋转。当
ENVI
已
经处理完毕，将出现
PCEigenValues
绘图窗口，
PC
波段将被导入
Available
Bands List
中，
你可以从列表中选择显示。
Inverse PC Rotation
(
反向
PC
旋转
)
将主成分图像变换回到它们的原始数据空间：
1
选择
Transforms >
Principal Components > Inverse PC Rotation.
2
当出现标准
ENVI
选择文件或子集对话框时，
选择你的输入文件，
并用标准
ENVI
文件
选择程序建立需要的子
集。
出现另一个文件选择对话框，
在当前输入数据目录中，
列表显示
出了已经存在的统计文件（默认扩展名为
< br>
.sta
）。
3
用标准
ENVI
文件选择程序选择前面在正向
PC
旋转中存储的统计文件。
注意
在选择反向
PC
旋转之前，统计文件必须已经存在。
4
在
“Calculate
using”
标签附近，选择
“Covariance Matrix”
或
“Correlation
Matrix”
。
5
选用
“File”
或
“Memory”
输出。
·若选择输出到
“File”
，在标有“
Enter Output
Filename
”的文本框里键入要输出的文件名，
或用“<
/p>
Choose
”
按钮选择一个输出文件名。
6
从
“Output Data Type”
下拉菜单里，选择一个数据类型，作为输出文件的数据类型。
7
点击“
OK
”运行反向变换。
当
ENVI
已经处理完毕，
PC
波段将被导入
Available
Bands List
中，你可以从列表中选择
显示（用标准
灰阶或
RGB
彩色合成方法）。
Color
Transfroms (
颜色变换
)
颜色变换将
3-
波段红、绿、蓝图像变换成一个特定颜色的空
间，并且从能从选择的色彩
空间转回到
RGB
< br>。两次变换之间，通过用对比度拉伸，你可以生成一个色彩增强的彩色合
成图像。
此外，亮度波段值可以被另一个波段代替（通常比较高的空间分辨率），生成一幅
合成图
像（将一幅图像的色彩特征与另一幅图像的空间特征相结合）。这可以由
IHS
尖锐
化自动完成。
由
ENVI
支持的彩色空间包括“色调，饱和度，数值（
HSV
）”变换
，“（色调，亮
度，饱和度（
HLS
）
”变换和“
USGS
Munsell
”变换（作为一个用户函数）。
Munsell
颜色系统被土壤科学家和地质学家用于描述土
壤和岩石的颜色特征。
这套颜色
系统已经被美国地址勘察部门作
了修订，以描绘数字图像的颜色。变换将
RGB
坐标变成
了色彩坐标色调、
饱和度和数值。
色调变化范围
0~360
< br>，
这里
0
与
360
代表蓝，
120
代表
绿，
240
代表红。饱和度变化范围是
0~20
8
，值越高代表颜色越纯。值的变化范围大致是
0~512
，较高的数代表较亮的颜色。
Munsell
彩色变换被编入到了
ENVI
用户函数中，代码作为一个例子被包括了进去）。
注意
色彩变换需要输入三个波段。<
/p>
这些波段应该被拉伸为字节数据，
或能从一个开放的
2
3
色彩显示中选择。
Forward
- to Color Space (
向前到彩色空间
)
RGB to HSV
这一变换类型允许你将一幅
RGB
图像变换为
HSV
彩色空间。生成的
RGB
值是字
节数据，其范围为
0
到
25
5
。运行这一功能必须先打开一个至少包含
3
< br>个波段的输入文件，
或一个彩色显示能用于输入。
在彩色
显示中用到的拉伸将被用到输入数据。
这一功能产生范
围为
0~360
度的色调
（红是
0
度，
绿是
120
度，
蓝是
240
度）
、
< br>饱和度和值的范围是
0~1
（浮点型）。
1
选择
Transforms
>
Color Transforms
>
Forward to Color Space
>
RGB to
HSV
。
2
出现
RGB to HSV Input
对话框时，从一个显示的彩色图像或
Available Bands List
中选择
三个波段进行变换。
·从一幅彩色显示中选择你的波段，运用已经显示的拉伸数据。从
RGB
到
HSV
输入
列表中选择一个显示，如
“Display #1”
。
出现
RGB to HSV
Parameters
对话框时，
ENVI
自动地从已经选择的窗口里运用
RGB
波段，并在标有
“Input
RGB Bands”
的文本下方列表显示。
·你可以用标准
ENVI
构建子集程序，选择一个空间子集。
·从
Available
Bands List
中选择你的波段。
注意
用这一项时，不用拉伸，所有数据都是字节型的。
A
从
RGB to HSV
输入对话框里，选择
“Available Bands
List”
。
B
出现
RGB to HSV Input Bands
对话框时，从
Available
Bands List
中，点击三个需要
的波段名，以用在正
向的变换中。
·你可以用标准
ENVI
构建子集程序，选择一个空间子集。
·重新设置选项，点击
“Reset”
。
C
点击“
OK
”，出现
RGB to HSV Parameters
对话框。
3
选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·
若选择输出到
“File”
，
在标有
“
Enter Output
Filename
”
的文本框里键入要输出的文件名；
或用“
Choose
”按钮选择一个输出文件名
。
4
点击“
OK
”开始处理。
出现一个状态窗口。当向前变换全部完成时，
HSV
名字将被存入
Available
Bands List
中，在那里可
以用标准
ENVI
灰阶或
RGB
彩色合成方法显示。
RGB to
HLS
这一项允许你将
RGB
图像变换成
HLS
< br>（色调，亮度，饱和度）彩色空间。这一功能生
成的色调范围是
< br>
0~360
度（红为
0
度，绿为
20
度，蓝是
240
度），亮度和饱和度范围
为
0~1
（浮点型）。运行这一功能必须先打开一个至少包含
3
个波段的输入文件，或一个
< br>能用于输入的彩色显示。生成的
RGB
值是字节数据，其范围为
0
到
255
。
1
选择
Transforms
>
Color Transforms
>
Forward to Color Space
>
RGB to HLS
。
2
出现
RGB to HLS
Input
对话框时，
从一个显示的彩色图像或
Available Bands List
中选
择三个波段进行变换。
·
从一幅彩色显示中选择你的波段，
运用已经显
示的拉伸数据。
从
RGB
到
HLS
输入列
表中选择一个显示，如
“Display
#1”
。
出现
RGB to HLS
Parameters
对话框时，
ENVI
自动地从已经选择的窗口里运用
RGB
波段，并在标有
“Input
RGB Bands”
的文本下方列表显示。
3
4
·你可以用标准
ENVI
构建子集程序，选择一个空间子集。
·从
Available
Bands List
中选择你的波段。
注意
用这一项时，不用拉伸，所有数据都是字节型的。
A
从
RGB to HLS
Input
对话框里，选择
“Available Bands
List”
。
B
出现
RGB to HLS
Input Bands
对话框时，
从
Available Bands List
中，
点击三个需要的
波段名（若需要，可以运用一些空间子集），以用在正向的
变换中。
·你可以用标准
ENVI
构建子集程序，选择一个空间子集。
·重新设置选项，点击
“Reset”
。
C
点击“
OK
”，出现
RGB to HLS Parameters
对话框。
3
选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·
若选择输出到
“File”
，
在标有
“
Enter Output
Filename
”
的文本框里键入要输出的文件名；
或用“
Choose
”按钮选择一个输出文件名
。
4
点击“
OK
”开始处理。
出现一个状态窗口。当向前变换全部完成时，
HLS
名字将被存入
Available
Bands List
中，在那里可以用标准
ENVI
灰阶或
RGB
彩色合成方法显示。
USGS Munsell RGB to HSV
1
选择
Transforms
>
Color Transforms
>
Forward -to Color Space
>
USGS Munsell RGB to
HSV
。
ENVI
用户函数
“
”
将自动被装载和运行。
2
出现
USGS Munsell RGB to HSV
Input File
对话框时，顺序点击三个波段装上，作为
RGB
。
·可以用标准
ENV
I
程序，选择空间子集。
·重新设置选项，点击
“Reset”
。
3
点击“
OK
”继续。
4
出现
Munsell HSV Output
对话框时，选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·若选择输出到
“File”
，键入要输出的文件名。
5
点击“
OK
”开始处理。
当变换全部完成时，波段将被存入
Available Bands List
中。
Reverse - to
RGB (
反向到
RGB)
HSV
to RGB
这一项允许你将一幅
HSV
图像变换成
RGB
彩色空间。生成的
RGB
值是字节型数据，
范围为
0~255
。
1
选择
Transforms
>
Color Transforms
>
Reverse to RGB
>
HSV to RGB
。
2
出现
HSV to RGB
Input
对话框时，
从整个
Available Bands List
中，
点击合适的波段名，
选择参与变换的波段。波段名将出现在标有“
H
”，
“
S
”，“
V
”（分别代表色调，饱和度
和值）的文本框里。
·若需要，用标准
ENVI
构建子集程序建立你的数据子集。
3
点击“
OK
”继续。
< br>
4
出现
HSV to
RGB Parameters
对话框时，选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·若选择输出到
“File”
，键入要输出的文件名。
5
点击“
OK
”开始处理，出现一个状态窗口。
当反向变换全部完成时，
RGB
名字将被存入
Available
Bands List
中，
在那里可以用标准
ENVI
灰阶或
RGB
彩色合成方法显示。
HLS to RGB
4
5
这一项允许你将一幅
HLS
（色调、亮度、饱和度）图像转变回
RGB
彩色空间。产生的
RGB
值是字节型数据，范围是
0~255
。
1
选择
Transforms
>
Color Transforms
>
Reverse to RGB
>
HLS to RGB
。
2
出现
HLS to RGB
Input
对话框时，点击合适的波段名，选择参与变换的波段。波段名
将出现在标有“
H
”，“
L
”，“
S
”（分别代表色调，亮度和饱
和度）的文本框里。
·若需要，用标准
ENVI
构建子集程序建立你的数据子集。
3
点击“
OK
”继续。
4
出现
HLS to RGB Parameters
对话框时，选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·若选择输出到
“File”
，键入要输出的文件名，或点击
“Choose”
按钮，选择一个文件名
5
点击“
OK
”开始处理，出现一个状态窗口。<
/p>
当反向变换全部完成时，
RGB
名字将被存入
Available
Bands List
中，
在那里可以用标准
ENVI
显示方法显示。
USGS Munsell HSV to RGB
这一项允许你将
USGS
Munsell HSV
图像变换成
RGB
彩色空间。
1
选择
Transforms >
Color Transforms > Reverse
–
to RGB Space > USGS Munsell
HSV to
RGB
.ENVI
用户函数
“”
将自动被装载和运行。
2
出现
USGS Munsell
HSV to RGB Input
对话框时，顺序点击三个波段名，作为
HSV
。
·若需要，用标准
ENVI
程序选择数据子集。
·重新设置选项，点击
“Reset”
。
3
点击“
OK
”继续。
4
出现
Munsell RGB Output
对话框时，选择输出到
“File”
或
“Memory”
。
·若选择输出到
“File”
，键入要输出的文件名，或点击
“Choose”
按钮，选择一个文件名。
5
点击“
OK
”开始处理。
当变换全部完成时，波段将被显示在
Available Bands List
中。
__
Decorrelation Stretch
(
去相关拉伸
)
RGB
彩色合成时，波段被显示在一起，高度相关的多波谱数据集经常生成十分柔和的
彩色图像。
去相关提供了一种消除这些数据中高度相关部分的一种手段。
注意到，
当
ENVI
提供一种具体的去相关程序时，
类似的结果还可以用一个正向<
/p>
PCA
、
反差
拉伸和反向
PCA
变换序列得到。
去相关拉伸需要输入三个波段。
这些波段应该为拉伸的字节型，
或从一个打
开的彩色显示中选择。
1
选择
Transforms
>
Decorrelation Stretch
2
出现
Decorrelation
Stretch Input
对话框时，从一个打开的彩色图像或
Available Bands
List
中选择三个波段进行变换。
·选择来
自彩色显示的波段，用已经显示的拉伸，点击需要打开的显示号，用标准
ENVI
程序建立空间子集。
ENVI
自动地用
Decorrelation Stretch
Parameters
对话框中显示的
RGB
波段。
·从
Available
Bands List
中选择你的三个波段。
注意
用这一项时，不用拉伸，所有数据都是字节型的。
A
从
Select Input
RGB
对话框里，选择
“Available Bands
List”
。
B
出现
Decorrelation Stretch
Input Bands
对话框时，
顺序点击三个需要的波段
名，
用标准
ENVI
程序运行空间子集。
C
点击“
OK
”，显示
De
correlation Stretch Parameters
对话框，它显示出
了你已经选择的
用于去相关的波段。
5
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