遥感影像作为人们获取地理信息的重要数据来源,在环境监测、农业发展和国土利用和规划等方面起着十分重要的作用,但是获取影像数据时容易受不均匀的光照、不同的环境条件和不同的传感器平台等因素的影响,导致遥感影像内部存在局部亮度和色彩分布不均匀现象,特别是在由若干幅影像拼接而成的多源拼接影像中,影像内部色彩差异较大,使得影像看起来是由很多“色块”组成,严重影响了人类的视觉体验和后续的科研应用。本书针对多源拼接影像中色块间的颜色差异问题,提出了一种基于HSV颜色空间的影像色彩一致性全自动处理方法。针对当前遥感影像色彩转换存在的问题,本书提出了基于残差估计的山地瞪羚阈值优化算法以及基于区域生长合并与特征匹配提取的自适应色彩转换方法。最终构建一整套遥感影像色彩一致性处理理论与方法,为遥感、计算机等领域科研教学人员提供理论与方法指导。
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2010.9-2013.6,中国地质大学(武汉) ,博士, 专业:地图制图学与地理信息工程
2008.9-2010.6,中国地质大学(武汉) ,硕士, 专业:地图制图学与地理信息工程(提前攻博)
2003.9-2007.6,中国地质大学(武汉) ,本科, 专业:计算机科学与技术
2007.7-2008.7,武汉中地数码科技有限公司,研发经理
2013.5-2015.6,中国地质大学(武汉),地空学院,博士后 2013.7-2017.12,中国地质大学(武汉),信工学院,讲师
2018.1-2021.12,中国地质大学(武汉),信工学院,副教授
2022.1-至今,中国地质大学(武汉),计算机学院,破格教授,博导
地图制图学与地理信息工程,图像处理与深度学习1. 郭明强,刘星瑞,陈麒玉,赵保睿. KQGIS WebGIS软件开发实践. 中国地质大学出版社,2023.6. 9787562556169. 35万字
2. 郭明强,WebGIS之Cesium三维软件开发. 电子工业出版社,2023.4. 51万字 9787121419003
3. 吴信才,吴亮,万波,郭明强. 地理信息系统应用与实践(第2版).电子工业出版社,2022.8. 副主编 9787121440243 54万字
4. 郭明强,黄颖,万晓明等. 互联网GIS系统开发实践. 中国地质大学出版社,2022.8. 9787562553847. 19万字
5. 郭明强,黄颖,容东林. 网络地理信息服务开发实践. 中国地质大学出版社, 2022.7. 9787562553380. 16万字
6. 郭明强. 图像处理与深度学习, 电子工业出版社, 2022.6. 9787121434143. 37万字
7. 郭明强,黄颖,吴亮等.移动GIS应用开发实践. 电子工业出版社, 2022.5. 9787121432958. 49万字
8. 郭明强,黄颖,潘雄等. 地理空间信息系统设计与开发. 中国地质大学出版社,《测绘工程》,青年编委,2021.11
武汉市新中地职业培训学校,特聘教授,2021.11
湖北省测绘行业协会 技术标准与知识产权工作委员会 秘书长
湖北省测绘行业协会 数字孪生工作委员会 副主任委员
中国地理信息产业协会自然资源信息工作委员会委员 2023.3
第十四届“北斗杯”全国青少年空天科技体验与创新大赛,专家委员,2023.8.20。
第1章 绪论 5
1.1 背景和意义 5
1.2 遥感影像匀光算法 11
1.3 遥感影像匀色算法 14
1.4图像分割方法 18
1.4.1基于像素信息的图像分割方法 18
1.4.2基于深度学习的图像分割方法 22
1.5色彩转换方法 23
1.5.1基于统计信息的色彩转换方法 23
1.5.2基于用户交互的色彩转换方法 25
1.5.3基于深度学习的色彩转换方法 26
第2章 遥感影像色块的自动化提取 26
2.1 影像色块提取问题分析 27
2.2 影像色块提取方法 27
2.2.1 色彩模型及转换 27
2.2.2 图像大津法处理 30
2.2.3 图像小连通区分量的填充 32
2.2.4 图像的闭运算和边界拟合 33
2.3 影像色块提取流程自动化 35
2.3.1 影像色块提取结果均值分布图计算 35
2.3.2 影像色块提取结果重赋值均值分布图计算 37
2.3.3 影像色块提取结果均值分布纠正图计算 38
2.3.4 影像色块提取结果判断 40
2.4 影像色块提取准确率评价 42
2.4.1 影像色块提取准确率评价指标介绍 42
2.4.2 影像色块提取准确率评价 43
2.5 本章小结 43
第3章 遥感影像色块间的色彩平衡 44
3.1 影像色块间色彩差异问题分析 44
3.2 影像色块间色彩平衡方法 44
3.2.1 Wallis匀色算法 45
3.2.2 直方图匹配算法 45
3.2.3 颜色转移算法 46
3.2.4 算法比较与分析 48
3.3 影像任意感兴趣区域的色彩一致性处理方法 51
3.3.1 影像任意感兴趣区域矩阵转换规则 52
3.3.2 影像任意感兴趣区域色彩一致性处理 53
3.4 本章小结 58
第4章 遥感影像色块接边处待匀色区域精确处理 58
4.1 影像色块接边处局部区域颜色差异问题分析 59
4.2 影像色块接边处待匀色区域的确定 60
4.3 影像色块接边处待匀色区域的色彩一致性处理 61
4.3.1 影像色块接边处待匀色区域Wallis匀色处理 61
4.3.2 影像色块接边处待匀色区域均值滤波处理 62
4.4 本章小结 64
第5章 基于色块提取的遥感影像色彩处理实验分析 64
5.1 实验数据集和方法 64
5.1.1 实验数据介绍 64
5.1.2 实验方法设计 65
5.2 实验结果评价 66
5.2.1 影像色块提取准确率评价 66
5.2.2 影像整体色彩一致性评价 68
5.2.3 影像局部地物色彩一致性评价 76
5.3 影像实验结果整体质量讨论 85
5.3.1 影像整体质量评价指标介绍 85
5.3.2 影像实验结果整体质量评价 86
5.4 本章小结 90
第6章 遥感影像自适应色彩转换理论基础 91
6.1图像色彩理论 91
6.1.1光学频谱 91
6.1.2色彩感知模型 92
6.1.3色彩空间 93
6.2图像处理算法 95
6.2.1元启发式优化算法 95
6.2.2模糊C均值算法 96
6.2.3基于统计学原理的色彩转换 97
6.3本章小结 97
第7章 基于残差估计的山地瞪羚阈值优化算法 97
7.1 基于残差估计的阈值迭代聚类算法 98
7.1.1 基于优化阈值的初始聚类中心调整方法 99
7.1.2 依据噪声保真项的残差估计聚类算法 100
7.1.3 结合噪声权重系数的适应性残差方法 102
7.1.4 引入空间信息的双阶段迭代算法 103
7.2 基于先验阈值的山地瞪羚优化与反向探索算法 105
7.2.1 依托多机制的平衡化并行探索算法 106
7.2.2 基于先验阈值的界限调整方法 110
7.2.3 利用反向空间的探索优化方法 110
7.3 基于像素分布信息的阈值修正方法 112
7.3.1 基于像素累积比的阈值调整方法 113
7.3.2 基于误分类错误原理的阈值评价方法 113
7.4 本章小结 114
第8章 基于区域生长合并与特征匹配提取的自适应色彩转换方法 115
8.1 针对小块区域的连通合并方法 115
8.1.1 基于面积临界值的小块区域合并方法 116
8.1.2 依托形态学原理的邻域识别方法 119
8.1.3 结合色彩空间特性的合并计算方法 120
8.2 图像纹理特征比较与匹配提取框架 122
8.2.1 基于纹理特征的相似度评估方法 123
8.2.2 依据灰度共生矩阵的地物匹配与提取方法 125
8.3 基于像素比例的自适应色彩转换方法 127
8.3.1 基于加权灰边算法的图像白平衡方法 127
8.3.2 基于梯度保持的亮度匹配方法 128
8.3.3 基于像素比例调整的地物类别匹配方法 128
8.3.4 基于线性变换的色域对齐方法 129
8.4 本章小结 131
第9章 遥感影像自适应色彩处理实验分析 132
9.1 实验数据集 132
9.2 实验评价指标 133
9.2.1 图像分割评价指标 133
9.2.2 色彩转换评价指标 134
9.3 基于残差估计的山地瞪羚阈值分割实验结果分析 136
9.3.1 方法定性实验分析 136
9.3.2 方法定量实验分析 139
9.3.3 方法稳健性实验分析 141
9.3.4 方法消融实验分析 142
9.3.5 方法在其他数据集中的实验分析 143
9.4 基于区域生长与特征匹配的自适应色彩转换实验结果分析 145
9.4.1 方法定性实验分析 145
9.4.2 方法定量实验分析 149
9.4.3 方法主观实验分析 150
9.4.4 方法在其他数据集中的实验分析 151
第10章 总结与展望 152
10.1 总结 152
10.2 展望 154