如何利用ps進行遙感影像的色彩處理

Photoshop作為一種國際上通用的圖像處理工具，價格便宜，操作簡便，圖像處理工具比較齊全，工作效率和處理效果都不錯，因此慢慢被遙感技術人員所推崇，在圖像數據輸入輸出、色彩調整、遙感影像糾正融合、鑲嵌和裁切、濾波和數字分析等方面使用廣泛。幾年來，我們利用Photoshop在遙感圖像處理方面做了一些嘗試，並取得了一定的經驗，這裏小編主要就影像的色彩處理方面作簡單的介紹。

　　一、 色階調整

在Photoshop中，“色階調整”工具是常用的顏色調整工具，利用它可以調整圖象的明暗度，反差，色彩等很多內容。所謂“色階”本來是指彩色圖像各基本色的灰階，但是在Photoshop中，已經將這個概念擴展到圖像的每個波譜分量，並且用直方圖來表示圖像中每個分量的像素分佈情況，因此對色階進行調整就是設法改變影像的直方圖。彩色圖像的色階可以一起進行調整，也可以分通道來實現，比如RGB模式的圖像可以分別調整R、G、B分量，CMYK模式的圖像，可以分別調整C、M、Y、K四個分量，HIS模式的圖像可以分別調整圖象的亮度、飽和度和色度等等。

色階調整主要指標包括：最大色階、最小色階和中間值，這三個滑塊往右滑動，使得圖像顏色加深;往左，則顏色漸淡。直方圖是理解圖像明暗顏色的常用工具。對於遙感影像來説，比較好的影像效果，其直方圖一般呈正態分佈，直方圖的峯頂在中間值附近，直方圖的底部儘量在最大和最小色階附近，如果這樣的話影像的色調、飽和度比較適中，看起來比較舒服，否則應該調整色階。但是如果遙感影像具有大片的單一地物，比如水面、雲霧以及特殊的山地等等，往往使得直方圖形狀比較奇特，比如有幾個山峯，直方圖兩側很不對稱或者每個通道直方圖形狀差異過大，這樣情況，處理的時候就另當別論了。必須注意的是，在色階調整時，不要將直方圖拉伸多大而造成最亮和最暗的色階信息的丟失。直方圖提供的中間值與有些系統(圖像軟件、數碼相機或掃描儀)的“Gamma”概念， 它衡量圖像中間調的對比度，改變Gamma值可改變圖像中間調的亮度值，但不會對暗部和亮部有太大的影響。將Gamma值向右稍動，可以使中間調變暗，向右稍動可使中間調變亮。

我們使用的絕大部分彩色遙感影像是RGB模式和多通道的模式，每個通道對應了遙感數據的每一個光譜。對影像各光譜的色階分別調整，可以達到改變顏色的目的，比如：調整紅波段可以使圖像上增加紅色或者增加青色。通過色階調整可以將有些反差太小、比較沉悶的影像調到比較逼真、比較生動、反差較大的效果。

如果有些圖像質量太差，或者數據大於8位灰階，可以先進行自動色階處理，軟件根據影像的直方圖，將圖像自動調整到較好的狀態。比如IKONOS數據是11位灰階，打開時候呈現黑色，主要是Photoshop只顯示256色的直方圖，而IKONOS圖像主要信息集中在11位的低階部分，因此在顯示器上很難看清，通過自動色階的處理才能看清影像具體內容。

　　二、 色彩平衡

色彩平衡是圖像處理軟件最簡單常用的色彩調整方法，但是一般只用來改變圖像的色度，即圖像的顏色改變，對於亮度、反差、飽和度的調整是有限的。色彩平衡的方法比較簡單，可以調整影像暗調、中間調和高光的.各種顏色。所以只想調整圖像色彩，而對於明暗度等其他要素不加改變的遙感影像可以使用這種方法，例如河流在有些遙感影像中，合成後的彩色遙感圖像城區和水系顏色偏色太大，城區顯示為紅色，而水面通常顯示成品紅色，在Photoshop中選取這些地物，使用“色彩平衡”進行調整減少城區的紅色，將水面調整為天藍色，更加接近於真實情況。

　　三、 可選顏色

在Photoshop“中可選顏色”也是一種調整圖像色彩的有效方法。可選顏色是高檔掃描儀和分色程序使用的一項技術，它在圖像中的每個加色和減色的原色圖素中增加和減少顏色的量。即使“可選顏色”使用 CMYK 顏色校正圖像，也可以將其用於校正 RGB 圖像以及將要打印的圖像。使用這種方法可以在不影響其他原色的情況下修改圖像中某種原色中印刷色的數量。

調整的時候首先選擇需要調整的顏色，然後改變所選顏色的成分，從而實現顏色的調整，調整時候有兩個概念：Relative(相對)和Absolute(絕對)。選擇Relativec選項時，Photoshtop按照總量的百分比更改現有的青色、洋紅、黃色和黑色量。例如，圖像中現有50%的青色，如果你增加了30%，那麼相對於原有的50%來説，實際增加了15%。選擇Absolute選項時，Photoshop5.5會按絕對值調整顏色。例如，圖像中現有50%的青色，如果你從增加了30%，那麼增加後圖像中就會有80%的青色。

在遙感影像的處理中使用這種方法通常來調整影像的綠色植被和城區偏色現象。例如通過TM或者SPOT合成的彩色圖像，城區通常顯示紫色，用“可選顏色”方法選取洋紅，並較少數值，還可以影像情況加減黃色、青色或黑色，使得他更接近於真實的效果。還有一些影像上植被顏色不鮮豔，顏色偏紅偏藍，也可以使用“可選顏色”方法選取綠色同時減少洋紅、增加黃色，使得影像的綠色植被更加鮮明、真實。

與“色彩平衡”相比，“可選顏色”有很多優勢，使用前者改變了圖像整體色彩，而後者只改變了一種顏色。所以使用“色彩平衡”有時需要精確選取需調整的區域慢慢進行處理，還經常出現處理過的色彩調整縫隙，後用後者一般不用人工選取調整區域，也不會出現色彩縫隙現象，效率要高得多。但是後者的不足是對於遙感影像的有些色彩調整效果不好，很難達到你所想要的顏色。

　　四、 替換顏色

替換顏色是色彩調整的有效方法，效率也很高。它使用了HIS(色度—飽和度—亮度)的概念，來處理RGB等其他模式的圖像。

在HIS概念中，亮度I表示顏色的整體強度，而不管它的顏色是什麼。一般用R、G、B三個灰度的平均數值來表示顏色的亮度值，因此通過平均RGB分量將彩色圖像轉化為灰度圖像，其實就是得到了影像的亮度分量。色度H由角度表示，它反映了該彩色最接近於什麼樣的光譜波長，即彩虹中的哪種顏色，一般情況下，0°的彩色為紅色，120°的為綠色，240°的為藍色。色相從0°變到240°覆蓋了所有可見光譜的顏色。在240°到300°之間是人眼可見的非光譜色(紫色)。飽和度S就是表示顏色的純度，有時稱為彩度。飽和度表示色相中灰色分量所佔的比例，它使用從 0%(灰色)至 100%(完全飽和)的百分比來度量。

在Photoshop中運用“替換顏色”工具，首先用吸管吸取你所需要的調整的顏色，並給於一定的容差，系統會根據圖像的直方圖計算需要調整的區域，並顯示給用户，然後可以分別調整圖像的色度、飽和度和亮度了，也可以直接編輯結果圖像的色彩來替換。

“替換顏色”工具優勢很多，它也是調整圖像的某一種具體的顏色，對圖像的整體色調沒有太大影響，克服了“可選顏色”對有些色彩處理效果不好的弊病，也克服了“色彩平衡”工具在區域選取方面需要較大的工作量的缺點，不會產生色彩縫隙現象，因此適合於各種各樣的彩色遙感圖像。

　　五、 顏色匹配

在進行一個較大的彩色DOM製作項目中，很多人經常為影像顏色難處理而苦惱，往往將每景圖像處理好了，但是圖像之間的色彩和色調沒有統一，導致影像鑲嵌時色彩接縫明顯。Photoshop CS則提供了“顏色匹配”，可以較好的解決這個問題。通過他，會將一個圖像(源圖像)的顏色與另一個圖像(目標圖像)相匹配。還可以通過更改亮度和色彩範圍以及中和色痕來調整圖像中的顏色，“匹配顏色”命令僅適用於 RGB 模式。

首先需要定義一個標準模版，即將你認為調整的效果比較好，測區影像應該達到的顏色和色調效果定義到一個後綴為STA的文件中，該文件記錄了源圖像的統計數據信息，然後在目標圖像中載入這些信息，目標圖像將運用這些統計信息自動調整影像的直方圖，使得目標圖像具有與源影像相似的統計信息，即表現為相似的色彩和色調效果。