5、数字图像处理与分析：从基础到应用

数字图像处理与分析：从基础到应用

1. 颜色变换与多光谱图像

1.1 颜色变换

颜色变换是将 RGB 数据映射到其他颜色空间的数学方法，目的通常是分离亮度和颜色信息。常见的颜色变换包括 HSL、HSV、HSI、SCT、CCT、CIE L u v /CIE L a b 、YUV/YCBCR、CMY/CMYK 和 PCT 等。
- CMY/CMYK ：基于减法模型，用于彩色印刷。CMY 分别代表青色、品红色和黄色，当三种墨水混合时，理论上可以吸收所有白光成分，但实际效果不佳，因此添加黑色墨水（K）形成 CMYK 四色印刷系统。
- PCT（主成分变换） ：通过统计方法找到线性变换，使数据的坐标轴沿着最大方差路径排列，从而对 RGB 数据进行去相关处理。通常可以将 90% 或更多的信息集中到一个波段，常用于图像分割和压缩。

1.2 多光谱和多波段图像

多光谱图像通常包含超出人类正常感知范围的信息，如红外、紫外、X 射线、微波等波段。多波段图像还可能包括激光或声学信号的信息。这些图像的信息通常通过将不同光谱波段映射到 RGB 分量以视觉形式表示。如果图像包含超过三个波段的信息，可应用 PCT 进行降维显示。
多光谱和多波段图像的来源包括卫星系统、水下声纳系统、各种机载雷达、红外成像系统和医学诊断成像系统等。数据划分的波段数量取决于用于捕获图像的成像传感器的灵敏度。例如，Landsat 卫星可收集 7 - 11 个光谱波段的图像信息，而特殊用途卫星可收集 30 个或更多波段的信息。