【DZ地质矿产行业标准】 卫星遥感图像产品质量控制规范

中华人民共和国地质矿产行业标准卫星遥感图像产品质量控制规范1主题内容与适用范围
1.1主题内容
D7./T 0143-94
本规范规定了利用数字图像处理系统处理卫星遥感图像数据，并制作影像底片和相片产品时实现质量控制的技术要求。
1.2适用范围
本规范适用于在各类数字图像处理系统上，对各种卫星遥感图像数据进行的相片产品制作航空遥感图像数据的相片产品制作亦可参照使用。相片产品包括黑白负片和相纸，彩色反转胶片，彩色负片和彩色相纸。2术语
2.1像元数字灰度（digitalgreylevelofpixel)卫星遥感传感器采集的数字地面信息用8位编码量化成256级，每级用区间[0，255]中的-个整数来表示。数字0表示黑（最暗）；数字255表示自（最亮）。中间的数字表达了254个连续变化的灰度。这256个整数f.（i=1，2...-256）包括厂传感器所采集信息取值的整个动态范围。
0≤ f ≤255(i = 1,2··256)
2.2底片密度（film density）
底片密度D定义为：
D = log(
式中：log—
一取对数符号；
底片透光率
其定义是光线通过底片前的光通量与通过底片后的光通量之比：t=
实际工作中，底片密度D是用经过标定的透射式或反射式光学密度计来测定的。2.3数宇灰标(digital grey scale)()
（2）
（3）
为满足人眼目视解释时，对影像亮暗程度的区分，需把像元数字灰度的整个动态范用，均勺划分成16个等级，每级的数字灰度值是常数值，规定如下；中华人民共和国地质矿产部1995-01-27批准1995-12-01实施
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1,17,34,51,68.85,102,119,136,153,170,187,204,221,238,255所作出的图像灰度标尺称为数字灰标：17
1516级
为满足光学密度计测量的需要，底片上的数字灰标图每级方框尺寸应大于5mm×5mrm。2.4底片特性曲线（characteristic curve of film)灰度值
将实测的16级底片密度数值一D,，Dz，…，D16，点在以数字灰度子为横轴，底片密度D为纵轴的必标图中，就是底片特性曲线。黑白感光材料的底片特性曲线是一·条，彩色感光材料的底片特性曲线是三条（红，绿，蓝，或黄·品，青）（见图1）。扇谦
数字灰度了
a.黑白感光材料
数字灰度于
b。彩色感光材料
底片特性曲线示意图
底片特性曲线的形态是由底片感光化学特性和数字成像系统特性两个面因素综合决定的。3卫星遥感图像产品质量控制
3.1数字图像增强处理
3.1.1图像直方图统计
对多波段遥感数字图像，进行分波段的直方统计处理，计算出各波段像元数字灰度的最小值gmin和最大值gmax并打印出直方图（见图2），蝶
数字炭度
图2图像的直方图
3.1.2线性扩展增强
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遥感图像增强所用的线性扩展公式是：f
×(ggmn）+l
gmax —gmit
数字灰度值0和255应留做二值图形处理和图像注记文字之用。3.2生产系统的底片特性曲线
3.2.1测定原始底片特性曲线
在标准工艺条件下测定的底片特性曲线称为原始底片特性曲线。4
标工艺条件包括厂家规定的成像系统标准工作参数，感光材料的标准爆光时闻；感光底片的标准冲洗条件。
3.2.2基准特性曲线的确定
满足下面条件的原始底片特性曲线称为基准特性曲线：底片最低灰雾度应小于0.15D(D表示密度计量单位）；a.
b、底片最高密度应大于2.50D；C.
特性曲线线性段在横轴上投影宽容度应大于64个数字灰度，在纵轴上投影宽容度应大于彩色感光材料底片特性曲线的三条线性段应平行、聚拢和不交叉；彩色感光材料底片特性曲线的三条线性段，对应同一数字灰度的一个密度值之间，两两相差小于0.4D。
3.2.3基准特性曲线的数字拟合
为在计算机系统中数字处理，实际测定的数字灰标底片密度值，经三次B样条函数插值计算，与基准特性曲线拟合出底片密度D和数字灰度的对应关系DFU)
3.3数字补偿技术流程
数字补偿技术的自标是最大限度地充分利用基准特性曲线线性段的密度范围来表现图像，使图像中各种信息均占有一个能为上眼识别和分辨的数字灰度值。3.3.1转换曲线
转换曲线应满足（6）式表达的线性关系：D=a×f+b
式中: α -(Dmin--Dmax)/254:
b--- Daax
Dmin一线性段规定的最低底片密度值；线性段规定的最高底片密度值。Dmax
-般规定：
Dmin =0. 4D,Dmx -- 1. 6D
为了满足某些专业需要，Dmin和Dmax的取值可放宽到：Din=0.2D，Daux=1.8D转换曲线表示见图3：
.（6)
3.3.2数字灰度的输入输出转换
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特性曲线
转换曲线
图3转换曲线示意图
确定数字补偿数字灰度的输入输出转换表（lookuptable，LUT）是指：给定输入数字灰度fi，其在符合视觉生理学的转换曲线上对应的期望密度为D，而在感光底片上实际能产生期望密度DH的数字灰度.应是其准特性曲线所对应的输出灰度于out。实际计算流程如下：
由公式(5);DH一F(fout)
逆运算为：fu=F-1(DH）
由公式(6)：Du=axm+h
所以得出：fout—F-1(axfin+b）（7）
由（7)式计算出每个f对应的f。u值就是输入输出灰度转换表（LUT）。其形式和物理意义觅表1和图4。
3.3.3数字补偿处理
期塑密度DH
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图4输入输出转换的物理意义
经增强处理后的遥感数字图像像元数字灰度为输入值fi，从输入输出转换表查出对应输出值J！以「out为像元数字灰度的图像，就是原图像经数字补偿处理后的补偿图像。补偿图像通过生产系统按基准工艺条件成像，获得的底片方能用于制作符合目视解释需要、信息表现丰富的高质量遥感图像、3.4生产过程质量控制
为保持卫星遥感图像产品质量始终稳定，应在生产过程中，结合补偿效果对基准工艺条件实行质量控制。实现这：-控制的手段就是对原始数字灰标和补偿灰标在生产过程中持续监测，并对基准工艺条件进行微调。
3.4.1 补偿灰标(compensated grey scale)原始数字灰标经输入输出转换数字补偿处理后就是补偿灰标。补偿灰标的每．级在底片上的响应密度值D.i一1，2…，16)应是：表2
1. 601.52
3.4.2产品附加灰标
1.201.121.04
0. 960. 88
0.480.40)
每幅遥感图像标准产品必须附加原始数字灰标和补偿灰标，做为质量鉴定的依据原始数字灰标主要用于鉴定基准工艺条件是否稳定：补偿灰标主要用于鉴定补偿效果和图像质量的好坏。
3.4.3质量鉴定
用光学密度计测定底片补偿灰标各级的光学密度值所得底片密度与数字灰度的关系曲线就是鉴定曲线。
质量控制的根本原则是保持鉴定曲线与转换曲线-致，鉴定曲线示意现图5。177
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转换曲线
容错范围
图5鉴定曲线示意图
遥感图像产品质量鉴定应通过评定鉴定曲线来实现。合格图像产品的鉴定曲线应具备以下条件：255
实测的鉴定曲线各级密度值D.与补偿灰标密度值D。的差应满足：a.
AD, - ID,-- D,I≤ 0. 1D
实测的鉴定曲线相邻各级的密度值之差应满足：AD D(i+)-D.l≤ 0. 10D
C，彩色底片三条实测鉴定曲线两两间距应小于0.15D。3.4.4质量控制的实现
（９9）
每套数字图像生产系统的均应建立自己的输入输出转换表和补偿处理程序，对图像产品进行数字补偿。若结果达不到3.4.3条所规定的鉴定标准，就应调整基准工艺条件和相应工作参数，形成新的控制工艺条件和相应工作参数。这些工作参数有：胶片记录仪曝光时间，光源类型与工作电压，底片冲洗的显影温度，首显时间，彩显时间等。通过持续监测可确定组当前最佳工作参数。在控制工艺条件和最佳工作参数条件下所得补偿灰标及其鉴定曲线应能重新保持3.4.3条中规定的鉴定标准。3.5相纸特性曲线和相片产品质量控制相纸和底片的区别在于底片是利用光学透射密度，相纸是利用光学反射密度。用反射式光学密度计测量相纸数字灰标各级密度值得出相纸特性曲线。测量相纸补偿灰标各级密度值得出相纸鉴定曲线。相纸鉴定曲线相对于转换曲线（或鉴定曲线）的偏离量不大时，可直接从输入输出转换表中提前加以修正。
胶片数字补偿数据表见表A1。
辉光管编号
图像原灰度值
正像输出灰度值
灰度补偿值
感光胶片型号
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附录A
胶片数字补偿数据记录表
（参考件）
控制试条首显时间
记录时间
胶片首显时间
洲试人
110187
238255
8/0. 80/0. 72 |0. 64]
1.601.521.44
1.361.281.201.121.040.960.880.56/0.480.40
负像输出灰度值
灰度补偿值
238221
1. 60/1. 52/1. 441. 36
1.201.12 1.040.960.88/0.80/0.720.64/0.560. 180.10X
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附录B
鉴定曲线测试数据记录表
(参考件）
B1TGS与CGS鉴定曲线测试数据表见表B1表B1
设备名称
感光胶片型号
灰雾度I)bzxz.net
灰度级
感光度
反差系数
基准密度D
实测密度D
差值△D。
补偿密度 Dcu
实测值D
差值AD
光源工作电压Vk
首显时间
Dax--Dain
测试日期
宽容度 MKi(Dmax）-i(Dmin))-
静态（）
测试人
(令K=-0.01)
附加说明：
DZ/T0143.—94
本规范由全国地质矿产标推化技术委员会、物探化探分技术委员会提出。本规范由全国遥感地质工作协调小组负责组织编写。本规范主要起草单位为：石油勘探开发科学研究院遥感所。本规范参加起草单位为：地质矿产部地质遥感中心、冶金工业部遥感中心，有色金属总公司遥感中心、中国煤田地质总公司航测遥感局。本规范起草人史久浩、吴滨全、邱兆祥、赖吉生、背国泰、韩国江、张玉柱。本规范由全国地标委、物探化探分技术委员会负责解释和修订。481
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