1.功能概述
數據拉伸與顯示屬於圖像增強，主要用於改變圖像的顯示效果，突出了特定的圖像特征，以提供最佳的影像視覺效果，用於制圖出圖或為影像目視解譯提供合適的素材。
2.基本概念
2.1 基本概念——亮度
圖像亮度，是指圖像的明暗程度，通過調整影像數據的顯示亮度來增強影像中地物之間的差異。
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圖像亮度增加時，就會顯得奪目或刺眼；
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圖像亮度減小時，就會顯得灰暗或暗淡。
低亮度 中亮度 高亮度
2.2 基本概念-對比度
對比度，指的是一幅圖像中明暗區域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量，差異范圍越大代表對比越大，差異范圍越小代表對比越小。
- 一般來說對比度越大，圖像越清晰醒目，色彩也越鮮明艷麗；
- 而對比度小，則會讓整個畫面都灰蒙蒙的，很難看清楚影像中地物之間的差異。
2.3 基本概念-透明度
圖像透明度是相對的，通過透明度增強用來調整影像顯示的透明程度以增強影像中地物之間的差異。
原始影像 透明度增強后
2.4 基本概念-圖像拉伸
圖像拉伸增強能夠：
- 改善圖像對比度
- 突出感興趣的地物信息
- 提高圖像目視解譯效果
拉伸前 拉伸后
2.4.1 基本概念——圖像拉伸：線性拉伸
線性拉伸（灰度拉伸），是對單波段逐個像元進行處理，將原圖像的亮度值動態范圍按照線性關系式擴展至指定范圍或整個動態范圍。
假設原圖像f（x、y）的灰度范圍為[a,b]，線性變換后圖像g（x、y）范圍為[a',b']。g（x、y）與f（x、y）之間的關系式為：
根據a和b不同的取值，可以進行按照百分比的線性拉伸：
- 1%線性拉伸：a取累計直方圖的1％，b取累計直方圖的99％
- 2%線性拉伸：a取累計直方圖的2％，b取累計直方圖的98％
- 3%線性拉伸：a取累計直方圖的3％，b取累計直方圖的97％
- 5%線性拉伸：a取累計直方圖的1％，b取累計直方圖的95％
2.4.2 基本概念——圖像拉伸：直方圖均衡化
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基本原理：一般遙感圖像的概率密度函數曲線是一個起伏的曲線，直方圖均衡化就是將變換后的圖像的概率密度函數變為平坦的直線，將原圖像的直方圖通過變換函數修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修改原圖像。
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基本思想：對原始圖像的像素灰度做某種映射變換，使變換后圖像灰度的概率密度呈均勻分布，即變換后圖像的灰度級均勻分布。這意味着圖像灰度的動態范圍得到了增加，從而提高了圖像的對比度。
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用途：通常用來增加圖像的全局對比度，尤其是當圖像有用數據的對比度相當接近的時候。亮度可以更好地在直方圖上分布，這樣既可以用於增強局部的對比度而不影響整體的對比度。這種方法對於背景和前景都太亮或者太暗的圖像非常有用。
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優勢：它是一個相當直觀的技術並且是可逆操作，如果已知均衡化函數，那么就可以恢復原始的直方圖，計算量也不大。
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缺點：它對處理的數據不加選擇，可能會增加背景噪聲的對比度並且降低有用信號的對比度。
2.4.3 基本概念——圖像拉伸：標准差拉伸
標准差拉伸通過修剪影像極值，然后對其他像素值進行線性拉伸來使影像的對比度增加。
標准差反應組內個體的離散度：
- 標准差大，表示組內大多數數值和平均值偏離的越多；
- 標准差小，表示組內大多數數值和平均值比較接近。
在圖像處理中，如果設置標准差為2，那么超過兩個標准差的像素值會被推到0或者255的位置，兩個標准差之間的像素值被線性拉伸至0到255。
2.4.4 基本概念——圖像拉伸：最大最小值
最大最小值拉伸可以自由設置最大最小值，然后以最大值和最小值為兩個端點。然后再對像素值進行線性拉伸，使得影像更易區分。最大最小值拉伸一般適用於拉伸像素值分布密集的柵格影像。
2.5 基本概念-亮度反轉
亮度反轉操作可反轉顯示圖像的明亮度。產生一幅與輸入影像相反的影像，原來亮的地方變暗，原來暗的地方變亮。
反轉前 反轉后
2.6 基本概念-透明值
影像加載后，影像邊緣部分一般會存在黑邊（無效值），通過添加設置的透明值域對柵格影像的顯示進行控制，以提高圖像的顯示效果。
- 將透明值區間設置成0-0，就可以把無效值（0值）全部透明處理。
設置前 設置后
2.7 基本概念-重置
重置：可將當前圖層恢復到原始狀態。
3.演示數據
操作流程：
選用一景遙感柵格影像，使用"顯示控制"下的【亮度增強】、【對比度增強】、【透明度增強】、【拉伸增強】、【亮度反轉】、【透明值】、【重置】功能。
使用數據：
GF1_PMS1_E116.5_N39.4_20131127_L1A0000117600-MSS1.tiff
4.操作演示
4.1操作演示——亮度增強
操作方法：
- 向左或向右移動滑動條，來調整影像數據的顯示亮度；
- 點擊【亮度】按鈕即可恢復默認值。
4.2 操作演示——對比度增強
操作方法：
- 向左或向右移動滑動條，可調整圖層的對比度；
- 點擊【對比度】按鈕即可恢復默認值。
4.3操作演示——透明度增強
操作方法：
- 向左或向右移動滑動條，可調整圖層的對透明度；
- 點擊【透明度】按鈕即可恢復默認值。
4.4操作演示——自動拉伸增強
操作方法：
- "顯示控制"下的【拉伸增強】功能，包括線性拉伸（1% /2% /3% /5%）、直方圖均衡化、標准差拉伸、自定義拉伸、最大最小值和直方圖均衡化2%拉伸九種拉伸方式。
- 除"自定義拉伸"以外，其余均為自動拉伸，點擊相應按鈕即可進行拉伸操作。
- 目前PIE軟件在加載影像時都自動采用了2%線性拉伸。
4.5操作演示——自定義拉伸（手動拉伸）增強
在"拉伸方式"的下拉列表中選擇【自定義拉伸】，打開【自定義拉伸】對話框：
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顏色通道：選擇待拉伸的四個顏色通道（紅、綠、藍、RGB）；
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直方圖窗口：在直方圖上單擊即可添加節點，也可通過右側的節點值窗口自定義設置拉伸節點；
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拉伸節點值窗口：顯示拉伸折線或曲線的節點值坐標；
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點擊【+】按鈕，即可將該節點添加到拉伸的節點，同時直方圖實時拉伸；
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點擊【-】按鈕，即可將選中的節點刪除；
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清除：可將拉伸節點值窗口中新增的節點值全部清除，恢復到初始狀態。
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線形：設置自定義拉伸方式為折線型或曲線型；
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保存：設置拉伸后直方圖的保存路徑與文件名，即可將拉伸后的直方圖進行保存；
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打開：打開文件夾，可直接導入已有的自定義設置；
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重置：當前波段恢復到沒有任何拉伸效果時的狀態；
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取消：取消拉伸直方圖操作。
在【自定義拉伸】對話框中調整拉伸的數據范圍及拉伸方式，拉伸效果可在視圖中實時顯示。
4.6操作演示——亮度反轉
操作方法：
點擊【亮度反轉】按鈕，即可對當前圖層執行亮度反轉操作。
4.7操作演示——透明值
在"顯示控制" 標簽下單擊【透明值】按鈕，打開【自定義透明度】對話框：
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添加透明值域：輸入透明值域的最大值和最小值；
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添加：設置透明值域信息后，點擊【添加】按鈕，將透明值域加載到左側列表中，可增加多組透明值域；
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刪除：選中左側列表中的數值組，點擊【刪除】按鈕，刪除選中的信息；
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修改：單擊列表中添加的透明值范圍，可在最大最小值輸入框中重新輸入值，點擊【修改】按鈕，即可對選中的透明值范圍進行更改。
選中列表中的值域信息，點擊【確定】按鈕，對柵格數據的像素值在選中的值域范圍內的進行透明顯示，並且關閉圖層屬性對話框；點擊【取消】按鈕，不對柵格數據進行透明顯示，並且關閉圖層屬性對話框。
4.8操作演示——重置
操作方法：
點擊【重置】按鈕，即可將當前圖層恢復到原始狀態。
