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@@ -1,7 +1,7 @@
 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
 <html>
   <head>
 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
 <html>
   <head>
-    <title></title>
+    <title>Assigment 8 in GEG2210 2005</title>
   </head>
 
   <body>
   </head>
 
   <body>
         Photogrammetry</p>
 
     <h1>Image enhancement, filtering and sharpening</h1>
         Photogrammetry</p>
 
     <h1>Image enhancement, filtering and sharpening</h1>
-<img src="jotunheimen-ir-2band.jpeg">
-<img src="jotunheimen-truecolor.jpeg">
-<img src="jotunheimen-std-ir-eq.jpeg">
 
     <p>By Petter Reinholdtsen and Shanette Dallyn, 2005-05-01.</p>
 
 
     <p>By Petter Reinholdtsen and Shanette Dallyn, 2005-05-01.</p>
 
-<p>This exercuse was performed by logging into jern.uio.no using ssh
-and runnign ERDAS Imagine.  Started by using 'imagine' on the command
-line.  The images were loaded from /mn/geofag/gggruppe-data/geomatikk/
+<p>This exercise was performed by logging into jern.uio.no using ssh
+and running ERDAS Imagine.  Started by using 'imagine' on the command
+line.  The images were loaded from /mn/geofag/gggruppe-data/geomatikk/</p>
 
 <p>We tried to use svalbard/tm87.img, but it only have 5 bands.  We
 decided to switch, and next tried jotunheimen/tm.img, which had 7
 
 <p>We tried to use svalbard/tm87.img, but it only have 5 bands.  We
 decided to switch, and next tried jotunheimen/tm.img, which had 7
-bands.
+bands.</p>
+
+<h2>Some notes on the digital images</h2>
 
 <p>The pixel values in a given band is only a using a given range of
 values.  This is because sensor data in a single image rarely extend
 
 <p>The pixel values in a given band is only a using a given range of
 values.  This is because sensor data in a single image rarely extend
-over the entire range of possible values.
+over the entire range of possible values.</p>
 
 <p>The peak values of the histograms represent the the spectral
 sensitivity values that occure the most often with in the image band
 
 <p>The peak values of the histograms represent the the spectral
 sensitivity values that occure the most often with in the image band
-being analysed.
+being analysed.</p>
 
 <h2>Evaluation of the different bands</h2>
 
 
 <h2>Evaluation of the different bands</h2>
 
+<p><img src="jotunheimen-truecolor.jpeg" align="right" width="40%">
+This image show the "true colour" version, with the blue range
+assigned to the blue colour, green range to green colour and red range
+to red colour.</p>
+
 <h3>band 1, blue (0.45-0.52 micrometer - um)</h3>
 
   Visible light, and will display a broad range of values both over
 <h3>band 1, blue (0.45-0.52 micrometer - um)</h3>
 
   Visible light, and will display a broad range of values both over
@@ -61,7 +65,7 @@ being analysed.
   peaks at 0 and 255.  The mean value is 34.3403.
 
 <h3>band 4, near-infraread (0.76-0.90 um)</h3>
   peaks at 0 and 255.  The mean value is 34.3403.
 
 <h3>band 4, near-infraread (0.76-0.90 um)</h3>
-<img align="right" width="20%" src="jotunheimen-band4-hist.jpeg">
+<img src="jotunheimen-band4-hist.jpeg" align="right" width="20%">
 
   Water acts as an absorbing body so in the near infrared spectrum,
   water features will appear dark or black meaning that all near
 
   Water acts as an absorbing body so in the near infrared spectrum,
   water features will appear dark or black meaning that all near
@@ -93,146 +97,161 @@ being analysed.
 
 <h3>Image enhancement</h3>
 
 
 <h3>Image enhancement</h3>
 
-We can get a good contrast stretch by using the histogram
-equalisation.  This will give us the widest range of visible
-separation between features.
-
+<img src="jotunheimen-std-ir-lin.jpg" width="40%">
+<p>When we look at the linear contrast functions, we can move the
+slope and shift values increasing or decreasing the contrast of the
+image. For example, in the linear contrasting we moved the slope value
+from 1.00 to 3.00 to obtain a brighter appearing image, and then we
+moved the shift from 0 to 10 to recieve a sharper image.</p>
+
+<img src="jotunheimen-std-ir-piece.jpg" align="left" width="25%">
+<img src="jotunheimen-std-ir-pieceimg.jpg" align="right" width="40%">
+
+<br clear="all">Next we tried the piecewise linear stretching for
+contrast. In this image we tried to make all of the histograms in the
+red, blue and green spectrum as similar as possible so we could detect
+a change in the image.(insert histogram change)
+
+<img src="jotunheimen-std-ir-piece2.jpg" align="left" width="25%">
+<img src="jotunheimen-std-ir-pieceimg2.jpg" align="right" width="40%">
+
+<br clear="all">We tried to break the slope and move the break point
+to slightly after each histogram peak. This resulted in the image
+obtaining a slightly blue tint and dullness. (put ugly blueish picture
+here) As this result was not really increasing the contrast, we tried
+another variation to try to spread out the histogram peak to use a
+wider range.  This setting gave an improved image, were it is easier
+to see the red vegetation and the white ice.</p>
+
+<br clear="all"><img src="jotunheimen-std-ir-eq.jpeg" align="right" width="40%">
+<p clear="all">We also tried to do histogram equilization on the
+standard infrared composition.  This changed the colours in the image,
+making the previously green areas red, and the brown areas more light
+blue.  In this new image, we can clearly see the difference between
+two kind of water, one black and one green.  We suspect the green
+water might be deeper, but do not know for sure.</p>
+
+<p>We can get best contrast stretch by using the histogram
+equalisation.  This gave us the widest range of visible separation
+between features.
+
+<br clear="all">
 <h3>Displaying colour images</h3>
 
 <h3>Displaying colour images</h3>
 
-<p><img width="40%" src="http://home.online.no/~oe-aase/jotunheimen/jotun2000topper.jpg">
+<p><img src="jotun2000topper.jpg" width="40%">
 <!-- img src="jotunheimen-map.jpeg" -->
 
 <!-- img src="jotunheimen-map.jpeg" -->
 
-<img width="40%" src="jotunheimen-std-ir.jpeg">
+<img src="jotunheimen-std-ir.jpeg" width="40%"></p>
 
 <p>Comparing a map we found on the web, and the standard infrared
 image composition, we can identify some features from the colors
 used:</p>
 
 
 <p>Comparing a map we found on the web, and the standard infrared
 image composition, we can identify some features from the colors
 used:</p>
 
+<img src="jotunheimen-ir-2band.jpeg" align="right" width="40%">
 <ul>
 
  <li>water is black or green
 
 <ul>
 
  <li>water is black or green
 
- <li>ice and glaciers are white, while snow is light green.
+ </li><li>ice and glaciers are white, while snow is light green.
 
 
- <li>vegetation is red.
+ </li><li>vegetation is red.
 
 
- <li>non-vegetation is brown or dull red when closer to snow and
+ </li><li>non-vegetation is brown or dull red when closer to snow and
    glaciers.
 
    glaciers.
 
-</ul>
+</li></ul>
 
 <p>Next, we tried to shift the frequencies displayed to use blue for the
 red band, green for the near ir band and red for the mid ir (1.55-1.75
 um).  With this composition, we get some changes in the colours of
 
 <p>Next, we tried to shift the frequencies displayed to use blue for the
 red band, green for the near ir band and red for the mid ir (1.55-1.75
 um).  With this composition, we get some changes in the colours of
-different features:
+different features:</p>
+
 
 <ul>
  <li>water is black
 
 
 <ul>
  <li>water is black
 
- <li>ice and glaciers are light blue, while snow is dark blue.
+ </li><li>ice and glaciers are light blue, while snow is dark blue.
 
 
- <li>vegetation is light green and yellow.
+ </li><li>vegetation is light green and yellow.
 
 
- <li>non-vegetation is red or brown.
+ </li><li>non-vegetation is red or brown.
 
 
-</ul>
+</li></ul>
 
 
-<h2>Filtering and image sharpening</h2>
 
 
-<p>We decided to work on the grey scale version of the thermal infrared.
-This one has lower resolution then the rest of the bands, with 120m
-spatial resolution while the others have 30m spatial resolution.
+<h2>Filtering and image sharpening</h2>
 
 
-<p>The high pass filtering seem to enhance the borders between the
-pixels.  Edge detection gave us the positions of glaciers and water.
-We tried a gradient filter using this 3x3 matrix: [ 1 2 -1 / 2 0 -2 /
-1 -2 -1 ].  It gave a similar result to the edge detection.
+<img src="jotunheimen-band4.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We decided to work on the grey scale version of the
+near infrared (band4).  We changed the colour assignment to use this
+band for all three colours, giving us a gray scale image.</p>
+
+<img src="jotunheimen-band4-low3.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We applied the 3x3 low pass filter on this image, and
+this gave us almost the same image as the original.  If you look
+closely you can see that some white dots in the original disapper, and
+some of the water edges seem to blur very slightly.</p>
+
+<img src="jotunheimen-band4-high3.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We also tried the 3x3 high pass filter on the band4
+grey scale image.  This gave a very noisy image.  Edges of vallies and
+ice are not well defined.  The black waters are still obvious.</p>
+
+<img src="jotunheimen-band4-edge3.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We also tried the 3x3 edge detection, and this gave us
+an image that makes it difficult to distinguish elevation features
+such as the valleys. Rather, edge detection allows us to study main
+features in an area like the lakes. (insert band4 edge 3 image)
+
+<img src="jotunheimen-band4-grad3.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We tried a gradient filter using this 3x3 matrix.  The
+matrix was chosen to make sure the sum of all the weights were zero,
+and to make sure the sum of horizontal, vertical and diagonal numbers
+were zero too.</p>
 
 
+<p><table align="center">
+  <tbody><tr><td>1</td><td>2</td><td>-1</td></tr>
+  <tr><td>2</td><td>0</td><td>-2</td></tr>
+  <tr><td>1</td><td>-2</td><td>-1</td></tr>
+</tbody></table></p>
+
+<p>The gradient filter used gave us enhancement on lines in the
+vertical, horizontal and diagonal directions. This is seen by the
+white lines that outline certain areas of main features like the
+rivers within the vallies and some of the lakes.</p>
+
+<img src="jotunheimen-band4-neg1.jpeg" width="40%">'
+<p>When we rework the matrix to equal negative one, we end up with a
+lot of noise in the image that also seems to blurr the image. Using a
+negative one matrix is not optimal if you are trying to obtain
+sharpness.</p>
 
 
-<p>We also tried unsharp filtering using this 3x3 matrix: [ -1 -1 -1 / -1
-8 -1 / -1 -1 -1 ].  This gave similar results to the edge detection
-too.
+<p><table align="center">
+  <tbody><tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
+  <tr><td>-1</td><td>7</td><td>-1</td></tr>
+  <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
+</tbody></table></p>
 
 
-<p>We started to suspect that the reason the 3x3 filters gave almost the
-same result was that the fact that the spatial resolution of the
-thermal band is actually 4x4 pixels.  Because of this, we tried with a
-5x5 matrix, making sure it sums up to 0.
+<img src="jotunheimen-band4-plus1.jpeg" width="40%">'
+<p clear="all">We then tried with a 3x3 matrix were the sum of all
+values equals 1, to enhance the high frequency parts of the image.</p>
 
 <p><table align="center">
 
 <p><table align="center">
-  <tr><td>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>24</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-  </table></p>
-
-Next, we tried some different weight:
-
-  <p><table align="center">
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-2</td><td>-2</td><td>-2</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-2</td><td>32</td><td>-2</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-2</td><td>-2</td><td>-2</td><td>-1</td></tr>
-    <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
-  </table></p>
-
-<p><img align="right" width="40%"src="jotunheimen-therm-unsharp5x5.jpeg">
-This one gave more lines showing the borders between the thermal
-pixels.
-
-From: shanette Dallyn <shanette_dallyn@yahoo.ca>
-Subject: Re: My notes from todays exercise
-To: Petter Reinholdtsen <pere@hungry.com>
-Date: Sat, 30 Apr 2005 15:16:59 -0400 (EDT)
-
-Hey Petter!
- Allright, I looked up some stuff on statistics and the most valuable
-conclusion that I can come up with for the histograpm peak question is:
-"The peak values of the histograms represent the the spectral sensitivity
-values that occure the most often with in the image band being analysed"
-For the grey level question go to http://www.cs.uu.nl/wais/html/na-dir/sci/
-Satellite-Imagery-FAQ/part3.html I found this and thought that the first major
-paragraph pretty much answered the question for the grey levels.
-theory of convolution:
-
-                      Specialty Definition: Convolution                       
-                                                                              
-                   (From Wikipedia, the free Encyclopedia)                    
-
-In mathematics and in particular, functional analysis, the convolution
-(German: Faltung) is a mathematical operator which takes two functions and and
-produces a third function that in a sense represents the amount of overlap
-between and a reversed and translated version of .
-
-The convolution of and is written . It is defined as the integral of the
-product of the two functions after one is reversed and shifted.
-
-The integration range depends on the domain on which the functions are
-defined. In case of a finite integration range, and are often considered as
-cyclically extended so that the term does not imply a range violation. Of
-course, extension with zeros is also possible.
-
-If and are two independent random variables with probability densities and ,
-respectively, then the probability density of the sum is given by the
-convolution .
-
-For discrete functions, one can use a discrete version of the convolution. It
-is then given by
-
-When multiplying two polynomials, the coefficients of the product are given by
-the convolution of the original coefficient sequences, in this sense (using
-extension with zeros as mentioned above).
-
-Generalizing the above cases, the convolution can be defined for any two
-square-integrable functions defined on a locally compact topological group. A
-different generalization is the convolution of distributions.
-
-I hope this will help!
-
-Shanette
+  <tbody><tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
+  <tr><td>-1</td><td>9</td><td>-1</td></tr>
+  <tr><td>-1</td><td>-1</td><td>-1</td></tr>
+</tbody></table></p>
+
+<p clear="all">This gave us a sharper looking image compared to the
+result of the negative 1 filter.  This is not really obvious unless
+one is comparing the two images carefully.  In order to see more
+differences the matrix sums would have to be more then plus/minus one.</p>
+
+<h2>References</h2>
+
+<ul>
+  <li><a href="http://www.cs.uu.nl/wais/html/na-dir/sci/Satellite-Imagery-FAQ/part3.html">Satellite-Imagery-FAQ</a>
+</li></ul>
 
     <hr>
     <address><a href="mailto:pere@hungry.com">Petter Reinholdtsen</a></address>
 
     <hr>
     <address><a href="mailto:pere@hungry.com">Petter Reinholdtsen</a></address>