【摘要】：近年來,各航天探測器的成功飛行,獲取了大量的小行星遙感影像,小行星的形貌特征不再神秘.小行星在太陽形成初期就已存在,至今仍保留著一些太陽系早期的物質(zhì)信息,對(duì)小行星研究可以增強(qiáng)對(duì)太陽系的結(jié)構(gòu)了解.深入研究小行星的形貌特征對(duì)深空探測器的導(dǎo)航,預(yù)防天體撞地球,開發(fā)地外資源,獲取地外財(cái)富,具有重要意義.因此對(duì)小行星形貌特征的分析,成為當(dāng)前研究的重要科學(xué)問題.在對(duì)小行星形貌特征的分析中,小行星遙感影像的處理是較為重要的一個(gè)步驟.近地小行星的高空間分辨率圖像是由航天探測器的成功飛行提供的,這些光學(xué)圖像讓人類有機(jī)會(huì)仔細(xì)觀察小行星的表面.然而,由于拍攝條件艱難,受光照強(qiáng)度、拍攝角度等方面的影響,所獲得的遙感圖像質(zhì)量通常很低,小行星圖像中存在一些局部低對(duì)比度區(qū)域,這限制了形貌識(shí)別的準(zhǔn)確性.針對(duì)小行星低對(duì)比度區(qū)域形貌的識(shí)別,需要對(duì)遙感圖像進(jìn)行增強(qiáng).現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)方法如:線性拉伸,對(duì)數(shù)拉伸,直方圖均衡等是常用的遙感圖像的增強(qiáng)方法,在部分小行星遙感圖像上有較好的效果,通過圖像增強(qiáng)處理,一些小行星的形貌特征得以清晰體現(xiàn).但是,現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)的方法存在一些不足:(1)傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法主要通過對(duì)比度拉伸來增強(qiáng)圖像,但拉伸的像素值有限,人眼對(duì)距離較近的像素值沒有分辨性;(2)傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法不僅對(duì)具有低對(duì)比度區(qū)域的小行星遙感影像的增強(qiáng)效果有限,而且且會(huì)丟失照明區(qū)域的部分信息,不利于小行星形貌特征的識(shí)別.針對(duì)上述問題,本文主要作了如下研究工作:(1)提出了基于小行星遙感影像的層次分類增強(qiáng)算法.首先,介紹層次分類增強(qiáng)算法的思想,即層次分類分為宏觀級(jí)別分類和微觀級(jí)別分類,然后分別在宏觀層面和微觀層面對(duì)愛神星圖像進(jìn)行層次分類實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證層次分類算法對(duì)具有低對(duì)比度區(qū)域的小行星遙感影像的增強(qiáng)是有效的.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法不僅可以為分析先前報(bào)道的形貌特征提供新的視角,還可以揭示低對(duì)比度區(qū)域的一些新特征.即,揭示了愛神星新的形貌特征:具有位于小行星輪廓處的特定光譜值的連接區(qū)域.最后用現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)方法與層次分類方法做對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:層次分類方法比現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)方法在低對(duì)比度區(qū)域具有更顯著的效果且更易識(shí)別小行星的形貌特征.(2)層次分類增強(qiáng)算法的在小行星遙感圖像上的應(yīng)用及小行星的形貌特征分析.首先,使用層次分類算法對(duì)所有已獲得遙感影像的近地小行星的圖像進(jìn)行分類,該方法對(duì)這些具有低對(duì)比度區(qū)域的小行星圖像也同樣適用,不僅揭示了位于小行星輪廓處的特定光譜值的連接區(qū)域,還揭示了部分小行星存在固定恒星的新特征.然后,根據(jù)層次分類結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)已獲取的小行星遙感圖像對(duì)所研究的小行星的形貌特征進(jìn)行分析,總結(jié)了小行星表面常見的隕石坑,巨石,山丘,溝壑,脊線等五種典型特征.
【圖文】：

圖 2.2 灶神星圖像及其低對(duì)比度區(qū)域2.2 遙感圖像增強(qiáng)算法圖像增強(qiáng)指利用各種數(shù)學(xué)方法和變換算法提高圖像中的對(duì)象與非對(duì)象的對(duì)比清晰度[29],對(duì)象指所研究目標(biāo), 非對(duì)象指對(duì)象以外的背景, 從而突出人或其它所感興趣的部分, 而遙感圖像增強(qiáng)則指用各種數(shù)學(xué)方法和變換算法提高某灰度差、對(duì)比度與清晰度, 從而提高圖像顯示的信息量, 使圖像有利于人眼分辨[30圖像增強(qiáng)的方法主要分為兩大類, 即包含灰度變換和直方圖處理的直接增強(qiáng)的和借助濾波器的間接增強(qiáng)的頻率域法. 本文針對(duì)小行星遙感圖像的低對(duì)比度介紹以下幾種空間域的直接增強(qiáng)方法.2.2.1 基于線性拉伸的遙感圖像增強(qiáng)線性拉伸[31]就是擴(kuò)大灰度圖像動(dòng)態(tài)范圍, 將灰度圖像 f ( x,y)的范圍由[a,b]拉

圖 2.3 線性拉伸達(dá)式如下:( ,)[f(x,y)a]c.badcg xy 灰度動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展到整個(gè)灰度顯示范圍..(,)(,)255bafxyagxy 數(shù)拉伸變換的遙感圖像增強(qiáng)一種非線性拉伸變換, 對(duì)數(shù)變換可以拉伸圖像的調(diào)圖像的低灰度區(qū)域. 對(duì)于較暗的圖像可以使用
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP751;P185.7

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本文編號(hào)：2667757