بهبود کنتراست تصاویر

 برخی از کاربردهای تصاویر ماهواره ای به شناسایی عوارض معطوف میشوند و در آنها نیازی به دانستن ارزش واقعی هر پیکسل نمیباشد. برای مثال هنگامی که میخواهید عوارضی را که بر روی یک تصویر ماهواره ای رقومی دیده میشود ترسیم نمایید، ارزش مقدار هر پیکسل کمک چندانی به شما نمیکند و مهم این است که بتوانید عوارض را از یکدیگر متمایز سازید. در اینحالت بهبود کنتراست تصاویر بسیار حائز اهمیت میگردد.
اما در برخی موارد ارزش مقدار ذخیره شده برای هر پیکسل از اهمیت بالایی برخوردار است. برای مثال هنگامی که میخواهید شاخص NDVI را برای یک تصویر ماهواره ای چند بانده محاسبه کنید، مقادیر ذخیره شده در تک تک پیکسلها اهمیت پیدا میکنند.

 در مواردی که ارزش اولیه پیکسلها برای شما ارزش چندانی ندارد، میتوانید با تغییر کنتراست تصاویر، قدرت تفکیک بالاتری را ایجاد کنید. این قدرت تفکیک بالاتر به شما کمک میکند تا بتوانید حدود هر عارضه بر روی تصویر را تشخیص داده و عوارض را از یکدیگر متمایز نمایید. اما این کار چگونه امکان پذیر است؟

 همانطور که میدانید ارزش ثبت شده برای هر پیکسل در یک باند از تصویر ماهواره ای، بین اعداد صفر و 255 متغیر است. هرچه به سمت صفر میرویم تصویر تیره تر شده و هر چه به سمت 255 حرکت میکنیم پیکسل ما روشن تر دیده میشود. در تصاویری که کنتراست پایین تری دارند، بیشتر پیکسلها دارای مقادیری از ارزش هستند که محدوده کوچکی را به خود اختصاص داده است. مثلاً اکثر پیکسلها مقادیری بین 50 تا 100 دارند. در اینحالت بخشهایی از محدوده 250 واحدی ما خالی میماند و عوارض اختلاف رنگ کمتری خواهند داشت.

تصویر با کنتراست پایین

تصویر با کنتراست پایین

 همانطور که در تصویر بالا مشاهده میکنید، کنتراست پایین تصویر در سه باند RGB باعث شده است تا بخشهای موجود در تصویر به سختی از یکدیگر متمایز شوند. همچنین اگر به نمودار هیستوگرام هر باند دقت کنیم متوجه خواهیم شد که در هر باند، بخش کوچکی از فضای موجود برای نمایش هر رنگ استفاده شده است.

 برای بهبود کنتراست تصاویر به روشهای مختلفی میتوانیم فضای موجود بین ارزش صفر تا 255 را بین پیکسلها تقسیم نماییم. مثلاً فرض میکنیم در یکی از باندهای تصویر ما مینیمم و ماکزیمم ارزشها 50 و 100 باشد. اگر بخواهیم مینیمم را بر روی صفر قرار داده و ماکزیمم بر روی 250 قرار گیرد، درواقع تصویری ایجاد کرده ایم که در آن فاصله بین ارزش پیکسلها 5 برابر شده است. در اینحالت اگر بین دو پیکسل یک واحد اختلاف ارزش وجود داشته باشد، این یک واحد اختلاف به 5 واحد افزایش خواهد یافت. مسلماً تمایز بین دو پیکسل با ارزشهای متوالی بسیار سخت تر از تمایز بین دو پیکسلی خواهد بود که 5 واحد با یکدیگر اختلاف دارند. این اختلاف در کل تصویر تسری پیدا نموده و درنهایت باعث افزایش قدرت تمایز عوارض خواهد شد.

بهبود کنتراست تصاویر باعث تمایز بیشتر عوارض میگردد

بهبود کنتراست تصاویر باعث تمایز بیشتر عوارض میگردد

 تصویری که در بالا مشاهده میکنید همان تصویر قبل است که با استفاده از روشی که خدمتتان عرض شد افزایش کنتراست پیدا کرده است. به دامنه ارزش پیکسلها در هر باند دقت کنید. به کار گیری دامنه وسیعتر برای نشان دادن ارزش پیکسلها باعث افزایش وضوح تصویر شده است.

پیشنهاد بعدی   کاربرد GIS در کشاورزی نوین ، راهکاری برای توسعه و مدیریت صحیح منابع

 درحقیقت نوعی کلاسه بندی یا همان Classification برای مقادیر ارزش پیکسلها در نظر گرفته شده است و کلیه مقادیر در کلاسهایی که از صفر شروع شده و به 255 ختم میشوند افراز شده اند. روشهای مختلفی برای نحوه کلاسه بندی ارزشها وجود دارد که برخی از آنها مبتنی بر محاسبه پارامترهای آماری هستند. روشهای مختلفی چون  Minimum-Maximum ، Standard Deviations ، Histogram Specification ، Histogram Equalize و Percent Clip نمونه هایی از روشهای کلاسه بندی هستند که در نرم افزار ArcGIS برای بهبود کنتراست تصاویر در نظر گرفته شده اند.

کافیست تا یک نمونه از فایل رستری را در نرم افزار ArcGIS باز کرده و در پنجره Layer Properties و در سربرگ Symbology ، حالت نمایش را در حالت Stretched قرار دهید و سپس در بخش Stretch گزینه Type را تغییر دهید تا اثر تغییر روش کلاسه بندی را در نمایش فایل رستری خود مشاهده نمایید.