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分类号密级UDC编号10486武汉大学硕士学位论文遥感影像的质量评价研究研究生姓名:李凡学号:2008202130057指导教师姓名、职称:方圣辉教授学科、专业名称:模式识别与智能系统研究方向:遥感影像处理和分析二○一○年五月StudyonRemoteSensingImageQualityAssessmentByLiFanSupervisedbyProfessorFangShenghuiMay,2010SchoolofRemoteSensingandInformationEngineeringWuhanUniversity,Hubei,P.RChina,430079郑重声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的,学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,否则,本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果,特此郑重声明。学位论文作者(签名):年月日I摘要遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。目前,遥感技术已广泛应用于环境、水文、气象、地质、军事等领域。随着遥感影像的几何级增加,其质量评价的重要性也日益增长。图像质量评价可以分为主观评价和客观评价。主观评价需要专家对图像进行判读并打分,容易受到人的主观影响,而且耗费大量时间和人力,无法实时处理。客观评价方法根据参考图像的信息可以分为全参考型、部分参考型和无参考型三大类。本文将对从传感器上直接获得的遥感影像的质量评价进行研究,属于无参考型,也是目前理论最不成熟的一类。本文首先对一般图像和遥感影像质量评价研究的国内外现状进行了简要概述,然后讨论了数字图像的退化原因和退化模型,并列举了用于遥感影像质量评价的常用指标。接着本文对退化模型中造成图像质量下降的两个因子——模糊度和噪声进行了深入研究。在关于噪声的研究中,本文介绍了目前比较流行的基于影像金字塔和基于分块标准差直方图的两种噪声估计方法,并提出了一种基于区域生长的噪声估计方法。通过实验对比发现,基于区域生长的噪声估计算法比其他两种方法的估计精度要高。在关于模糊度的研究中,本文介绍了倒谱分析、基于影像再模糊法和基于边缘锐度法三种模糊度测度,通过实验对比总结出它们各自的优劣性,并提出对后两种方法的改进思路。然后介绍了调制传递函数和测定MTF最常用的刀刃法,并引入了一种基于链码的直线检测方法对刀刃法进行改进,提出一种全自动测定图像线扩散函数等效宽度作为模糊度测度的方法。经实验证明,该方法比同类方法具有较高的精度。最后从噪声和模糊度的估计值得到图像质量的综合评价结果。关键词:图像质量评价遥感影像噪声估计模糊度估计调制传递函数IIAbstractRemotesensingisatechnologybasedonaerialphotographyandbegantodevelopin1960s.Atpresent,remotesensingtechnologieshavebeenwidelyusedinthefieldsofenvironment,hydrology,meteorology,geology,militaryaffairs,etc.Asremotesensingimagesincreaserapidly,itbecomesmoreandmoreimportanttodevelopmethodstoevaluatetheirquality.Imagequalityassessment(IQA)canbedividedintosubjectiveassessmentandobjectiveassessment.Subjectiveassessmentrequiresexpertstogiveascore,whichisverysensitivetosubjectiveinfluences.Andthisalsowastesalotoftimeandenergy.Objectiveassessmentmethodscanbedividedintothreecategories:fullreference(FR),reducedreference(RR)andnoreference(NR).Thispapermainlyfocusesonthequalityassessmentofremotesensingimageswhicharedirectlyobtainedfromsensors.ItbelongstoNR-IQA,whichisthemostimmatureone.Inthispaper,abriefintroductionofthestatusquoofdomesticandforeignresearcheswillbegivenfirst.Thenthecausesofdegradationandthedegradationmodelarediscussed,andthecommonindicesforremotesensingimagequalityassessmentareenumerated.Afterwards,researcheswillbemadeontwofactorsthatcausequalitydegradationinthemodel--blurringandnoise.Inthestudyofnoiseeffect,twopopularmethodsfornoiseestimation,i.e.themethodbasedonimagepyramidsandthemethodbasedonblockedstandarddeviationhistogramareintroducedandamethodbasedonregiongrowingisalsoputforward.Itcanbefoundintheexperimentsthattheproposedmethodbasedonregiongrowinghashigherestimateaccuracythantheothertwomethods.Inthestudyofblureffect,themethodsbasedoncepstrumanalysis,imagere-blurringandedgesharpnessareintroducedseparately.Theiradvantagesandshortagesaresummarizedandcomparedthroughtheexperiments,andthecorrespondingimprovementsarealsopresented.Then,theconceptofModulationTransferFunction(MTF)isintroduced,soisthecuttingedgemethod,themostcommonmethodformeasuringMTF.Thenthismethodisimprovedinordertomeasureautomatically.First,astraightlinedetectionalgorithmbasedonchaincodesisintroducedtoextractcuttingedges.Then,theequivalentwidth(EQW)isusedtomeasuretheimageblur.Thismethodhashighaccuracythanmostoftheblurestimationmethods.Finally,theoverallqualityscoreisgeneratedbythetwofactors.IIIKeyWords:Imagequalityassessment,remotesensingimages,noiseestimation,blurestimation,modulationtransferfunction.IV目录摘要.......................................................................IAbstract...................................................................II1绪论......................................................................11.1研究背景及意义......................................................11.2图像质量评价的研究现状..............................................11.2.1全参考型图像质量评价..........................................21.2.2部分参考型图像质量评价........................................31.2.3无参考型图像质量评价..........................................41.3本文的研究内容和章节安排............................................72遥感影像的退化模型......................................................82.1数字图像的退化原因..................................................82.2数字图像的退化模型..................................................92.3遥感影像质量评价的常用指标.........................................103遥感影像的噪声估计.....................................................143.1噪声及来源.........................................................143.2基于影像金字塔的噪声估计方法.......................................153.3基于分块标准差直方图的方法.........................................183.4基于区域生长的噪声估计方法.........................................193.5实验与结果分析.....................................................203.5.1影像金字塔法................................................223.5.2分块标准差直方图法..........................................233.5.3区域生长法..................................................243.6小结...............................................................264遥感影像的模糊测度.....................................................274.1基于倒谱分析的散焦模糊估计法.......................................274.2基于影像再模糊的模糊度评价法.......................................294.3基于边缘锐度的模糊测度方法...................
本文标题:遥感影像的质量评价研究-李凡
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