Telerilevamento e Modellistica Forestale

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1 Telerilevamento e Modellistica Forestale Lezione 6 Esplorazione, enfatizzazioni e filtri Dario Papale Contributi: Vern Vanderbilt, TA- Quinn Hart, CCRS

2 Cosa è l enfatizzazione delle immagini L enfatizzazione o enhancement delle immagini è un insieme di tecniche che vengono utilizzate per migliorare l aspetto delle immagini al solo scopo di facilitarne l interpretazione visiva. Queste tecniche possono essere divise in due gruppi: quelle che non modificano i valori dei pixel nell immagine originale e quelli che invece agiscono sui DN, modificandone i valori e inficiandone quindi il significato radiometrico.

3 Enfatizzazione delle immagini Tra le tecniche che non alterano i valori dei DN le principali sono: Le visualizzazioni in pseudocolori Le composizioni in falsi colori Trasformazione RGB-IHS Sogliatura e Density slicing Le tecniche di enhancement più comuni e utilizzate che modificano i valori dei DN sono invece: Lo stretch I filtri

4 Ascissa: Digital Number (valore di pixel) Ordinata: Frequenza relativa o assoluta L istogramma

5 Visualizzazione su monitor In un immagine visualizzata in toni di grigio, ogni pixel ha la stessa quantità dei tre colori primari; in pratica i valori di R, G e B sarà uguale al DN del pixel.

6 Visualizzazione in pseudocolori Si applica ad una sola banda e si basa su delle modifiche nella forma delle LUT relative ai tre colori primari.

7 Esempio visualizzazione in pseudocolori

8 Composizione in falsi colori e colori reali Crea una nuova immagine dove ai tre canali RGB associa tre diverse immagini ognuna delle quali acquisita in una differente banda spettrale Banda 1 LUT rosso Banda 2 LUT verde Immagine in falsi colori Banda 3 LUT blu

9 Composizione in falsi colori Alle tre diverse LUT possono essere associate diverse bande. Una delle composizioni più usate è quella con le seguenti associazioni: NIR rosso Rosso verde Verde blu Esiste anche una composizione in colori reali, dove alle tre LUT vengono associate le tre bande relative alle stesse lunghezze d onda dei colori.

10 TM-1 TM-2 TM-3 TM-4

11 Esempio di composizione in falsi colori

12 Esempi di composizione in colori reali e falsi colori RGB:

13 Trasformazione da RGB a IHS Banda R Saturazione Saturazione Banda R Banda G Tonalità Tonalità Banda G Banda B Intensità Pancro Banda B Pancro

14 Esempio trasformazione da RGB a IHS Migliora la risoluzione geometrica della composizione FC

15 Density slicing 0 1 Si utilizza per creare delle maschere binarie da utilizzare poi per esaminare solo particolari regioni dell immagine

16 Density slicing Se io associo un valore ad un colore: 0 = Nero 1 = Rosso 2 = Crema 3 = Verde 4 = Giallo

17 Lo stretch In molte scene, i valori dei pixel occupano solo una piccola porzione dell'intervallo dei valori possibili. Se queste venissero visualizzate nella forma originale, si otterrebbero delle immagini molto poco contrastate, dove oggetti simili radiometricamente risulterebbero non distinguibili. La tecnica utilizzata per il miglioramento del contrasto consiste nell'applicazione di un algoritmo di trasformazione che permette di espandere l'intervallo dei livelli di grigio registrati nell'immagine originale, fino a coprire tutto l'intervallo dei valori possibili.

18 Miglioramento lineare

19 Equalizzazione dell istogramma

20 Stretch speciale In questo esempio è stato fatto uno stretch tra 0 e 20

21 I filtri Sono operatori di convoluzione che agiscono su delle finestre (di solito 3x3 o 5x5) centrate su ogni pixel dell immagine. In un operazione di convoluzione, il valore di ogni pixel viene sostituito con il risultato di una o più operazioni aritmetiche, eseguite sull elemento stesso e su quelli del suo intorno.

22 Come funzionano i filtri 1/9 1/9 1/ /9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/

23 I filtri passa basso Hanno come effetto la riduzione del contrasto, attenuando le variazioni di valore tra pixel contigui (smoothing). Ne esistono vari tipi ma il più comune è il filtro della media viaggiante, che sostituisce il valore di ogni pixel con la media aritmetica di quelli contenuti nella finestra: 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9

24 Il filtro della media viaggiante

25 I filtri passa alto Al contrario del precedente, esalta le zone dove i valori subiscono bruschi cambiamenti. Anche per questa famiglia di filtri ne esistono vari tipi; uno di questi applica una finestra del tipo: -1/9-1/9-1/9-1/9 8/9-1/9-1/9-1/9-1/9

26 Il filtro passa alto

27 Filtri per evidenziare gradienti

28 PB7x7 SobEd PB3x3 PA7x7 I Filtri spaziali Oriz Vert PA3x3 Filtri speciali Passa (Soble basso alto Edge 373 x x 373 Detector)