Лабораторная работа1
.docЛабораторная работа №1
Анализ цифрового изображения
Цель работы: закрепить на практике теоретические основы формирования цифрового изображения, его основные свойства и особенности.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
-
Рассчитать объем памяти, занимаемой цифровым изображением.
-
Выполнить переход от системы координат цифрового изображения к плоской системе координат.
-
Изменить значения яркости цифрового изображения и проанализировать полученный результат.
-
Определить размер элемента цифрового изображения.
-
Построить исходную функцию по её разложению в ряд Фурье.
Исходные материалы:
-
отсканированный аэрофотоснимок;
-
паспортные данные АФА (элементы внутреннего ориентирования, координаты координатных меток);
-
Задача №1: формат кадра 18*18 см, разрешающая способность изображения 20 мкм, 1 пиксель занимает 1 байт памяти, найти объем памяти, занимаемой цифровым изображением.
Задача №2: объем памяти, занимаемой цифровым изображением 267 Мб, формат кадра 23*23 см, 16300*16300 пикселей, найти разрешающую способность изображения.
Вариант:
1) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 10 мкм.
2) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 15 мкм.
3) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 10 мкм.
4) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 15 мкм.
5) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 10 мкм.
6) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 15 мкм.
7) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 10 мкм.
8) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 15 мкм.
9) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 5 мкм.
10) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 20 мкм.
11) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 5 мкм.
12) формат снимка 23×23 см, размер элемента сканирования 20 мкм.
13) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 5 мкм.
14) формат снимка 30×30 см, размер элемента сканирования 20 мкм.
15) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 5 мкм.
16) формат снимка 6×6 см, размер элемента сканирования 20 мкм.
17) формат снимка 18×18 см, размер элемента сканирования 25 мкм.
-
Переход от системы координат цифрового изображения к плоской системе координат выполняется измерением координат координатных меток снимка (внутреннее ориентирование снимка). Затем для каждой координатной метки составляются уравнения аффинного преобразования:
,
где – коэффициенты аффинного преобразования,
– плоские координаты координатных меток (из паспорта АФА),
– измеренные координаты координатных меток на цифровом изображении.
Таким образом, зная координаты координатных меток, взятые из паспорта АФА и измеренные по цифровым изображениям, можно вычислить коэффициенты аффинного преобразования. После этого вычисляются плоские координаты координатных меток. И далее все измерения по снимкам выполняются в плоской системе координат в мм.
-
Данное задание выполняется в программном комплексе ENVI. Сначала нужно загрузить изображение: File → Open Image File и выберите снимок 04.tif. В списке доступных изображений выберите 04.tif, нажмите на правую кнопку мыши и выберите Load to new display. Чтобы увидеть данное изображение в виде матрицы чисел, в меню окна Image выбираем: Tools – Spatial Pixel Editor (1 строчка). Выберите наиболее однотонное место на изображении, например, как на картинке, выделите некоторое количество ячеек, а далее для замены значений яркости в выбранных ячейках используется следующая функция:
, замените значение яркости на 255, сохраните изменения и закройте окно с матрицей чисел.
Создайте, таким образом, какую-нибудь фигуру на снимке.
-
Определить размер элемента цифрового изображения, если известно R в лин./мм.
-
Построить исходную функцию по её разложению в ряд Фурье, если известен период T.
К зачету по лабораторной работе представить: отчёт оформленный в соответствии с стандартом СТО СГГА-011-2006.
Контрольные вопросы по лабораторной работе
-
Что называется цифровым изображением?
-
Что влияет на объем памяти, занимаемый цифровым изображением?
-
В чем заключается аффинное преобразование?
-
Какие процессы происходят при формировании цифрового изображения?
-
Как определить размер элемента сканирования?
-
Разложение функции в ряд Фурье.