پردازش تصاوير و داده های دورسنجی

پردازش رقومي مي تواند باعث افزايش كیفیت داده و پیش درآمدي براي تفسیر بهتر داده ها باشد.

 

 

 

هنگامي كه داده دورسنجي در فرمت رقومي موجود باشد آنالیز و پردازش رقومي مي تواند با استفاده ازكامپیوتر بر روي اين داده ها انجام گیرد. پردازش رقومي مي تواند باعث افزايش كیفیت داده و پیش درآمدي براي تفسیر بهتر داده ها باشد.

با انجام آنالیز و پردازش رقومي مي توان بطور اتوماتیك و بدون استفاده از عامل انساني (روش دستي) عوارض را شناسايي كرده و اطلاعات لازم را استخراج نمود.

 

١. تصاوير آنالوگ(Analog Image)

محصولاتي از سنجش از راه دور مثل عكسهای هوایی حاصل در تصوير برداري عكاسي ھستند (با استفاده از دوربین) وقتي كه فیلم عكسبرداري ظاهر شد پس از آن ديگر پردازش اضافه اي بر روي تصوير مورد نیاز نیست. اين اطلاعات تصويري به عنوان فرمت (فرم) آنالوگ شناخته مي شوند.

 

 

٢. تصاوير رقومي(Digital Images)

تصاوير سنجش از راه دور همچنین مي توانند بصورت آرايشي از پیكسل ها (عناصر تصويري) در كامپیوتر نمايش داده شوند. در اين حالت هر پیكسل بصورت متناظر نشانگر يك عدد رقومي بود و نشانگر سطح روشنايي هر پیكسل در تصوير است. در اين حالت اطلاعات به عنوان فورمت رقومي شناخته مي شوند. به اين تصاوير كه به صورت آرايشي از ستون ها و رديف  ها منظور شده اند تصاوير رستري نیز اطلاق مي شود.

 

 

٣. مقادير پيكسلي( Pixel Values)

مقادير انرژي الكترومغناطیس در تصوير رقومي به وسیله اعداد رقومي مثبت ضبط مي شود. اعداد رقومي به صورت ارقام دو دويي (يا بیت ها) كه مي تواند از صفر تا عدد ٢ با تواني از مضرب ٢ باشد.

1) ذخیره مي شود. bite= 21= هر بیت به صورت مضربي از ٢ (بطور مثال 2 ماكزيمم عدد سطوح روشني بستگي به عدد بیت ها استفاده شده در نمايش انرژي ثبت شده دارد. بنابراين، اگر يك سنجنده از ٨ بیت جهت مثبت اطلاعات استفاده 28 خواهیم داشت و دامنه اطلاعات بین صفر = مي كند مقادير رقومي را به صورت ٢۵۶ تا ٢۵۵ خواهد بود. ٨ بیت معمولترين مقدار بیت در میان اطلاعات است.

 

 

۴. وضوح و تفكيك تصوير Image Resolution

تفكیك و وضوح يك تصوير رقومي وابسته به مقادير مربوط به ارزش پیكسل (دامنه تغییرات در روشنايي) است. با يك تصوير ٢ بیتي، ماكزيمم دامنه تغییرات روشني 22 خواهد بود و دامنه مقادير بین صفر تا ٣ بود و در نتیجه تصوير از وضوح كمي برخوردار است. در يك تصوير ٨ بیتي، ماكزيمم دامنه روشني ٢۵۶ خواهد كه دامنه از ارزش ها  بین ٠ تا ٢۵۵  خواهد بود كه اين نشانگر اين است كه تصوير از وضوح بالاتري برخوردار است

 

 

شيوه هاي پردازش تصاوير Image Processing Procedures

 

۱. ترميم تصوير Image Restoration

اكثر تصاوير ثبت شده به  جهت وجود برخي عوامل از جمله نويزهای موجود تنزل كیفیت داشته و بايستي ترمیم شوند. دو خطاي معمول كه در دادهه های مولتي(Stripping banding) اسپكترال (چند طیفي) مشاهده میشود عبارتند از نواري شدن(Line dropout) و حذف شدگي خطي

نواري شدن يا باندي شدن( Stripping or banding ) 

خطاهایی هستند كه مربوط به پاسخ سنجنده بوده و يا در حین ثبت و انتقال داده رخ مي دهند اين خطاها  به صورت خطاي سیستماتیك و يا شیفت پیكسل ها بین رديف ها رخ مي  دهد نمونه اي از اين خطا در شكل زير نمايش داده شده است.

 

 

حذف شدگي خطي(Line dropout)

خطاهایی هستند كه مربوط به پاسخ سنجنده بوده بدين صورت كه در هنگام ثبت و ضبط و يا انتقال اطلاعات يك رديف از پیكسل ها در تصوير حذف مي شوند.

 

 

۲. افزايش كيفيت تصوير Image Enhancement

يكي از نقاط قوت پردازش تصوير رقومي اين است كه اين فرصت را به ما مي  دهد تا بتوانیم محدوده اي از منظره و بخشي از تصوير موجود را به وسیله دستكاري در ارزش های پیكسلي، افزايش كیفیت دهیم . بنابراين با اين روش تفسیر ديداري داده

آسانتر خواهد شد. تكنیک های مختلفي جهت افزايش كیفیت يك تصوير وجود دارد كه و فیلتر كردن مكاني (Contrast stretching) مي توان از بسط كنتراست نام برد. (Spatial Filtering)

هيستوگرام تصوير(Image Histogram) –

براي هر تصوير رقومي، ارزش پیكسلي نشانگر دامنه تغییرات خصوصیات مشاهده شده اي چون میزان سطح روشني است. يك هیستوگرام تصوير يك نمايشگرافیكي از ارزش های روشني است كه در يك تصوير مورد مقايسه قرار مي گیرد. در اين نمودار x ارزش های روشنايي (بطور مثال بین صفر تا ٢۵۵ ) در طول محور

نشان داده مي شوند و فراواني رخداد هركدام از اين ارزش ها در تصوير در محدوده نمايش داده مي شود.

 

 

بسط و گسترش كنتراست(Contrast Stretching) –

گاھي اوقات اطلاعات مفید در تصوير رقومي تنها در بخشي كوچك از دامنه ارزش های رقومي در دسترس محصور شده اند (معمولاً ٨ بیت يا ٢۵۶ سطح) افزايش كنتراست باعث ايجاد تغییرات در ارزش های اصلي شده و بنابراين موجب گسترش محدوده مورد استفاده مي شود. در اين حالت افزايش كنتراست بین عارضه و زمینه افزايش مي يابد. چندين نوع از افزايش كنتراست وجود دارد كه مي تواند به روش خطي و غیرخطي تقسیم گردد.

بسط كنتراست خطي Linear Contrast stretch –

اين روش شناخت مرزهای بالايي و پايیني از هیستوگرام را شامل شده (معمولاً حداقل و حداكثر مقادير روشنايي در تصوير را)  و تغییر شكل اعمال شده را براي بسط اين دامنه تغییر ،براي كل محدوده شامل مي شود.

 

 

بسط كنتراست همسان Equalized contrast stretch –

در اين روش، بسط دادگي مقادير و محدوده نمايشي بیشتري را از بخش های هیستوگرام را در بر مي گیرد. در اين روش، جزئیات در نواحي بسط داده شده نسبت به نواحي مربوط به هیستوگرام اولیه كه در آن مقادير داراي تكرار كمتری هستند بهتر مشخص مي شوند.