假彩色合成

遙感影像所記錄的包含大量地面信息的灰度並不一定能夠直接用來識別地物，因為記錄的是光譜帶電磁波譜能量 ^[2]  。通過處理，改變原影像灰度結構關係，使影像更加適於目視判讀。儘管灰度影像有256個等級，但是實際記錄的影像灰度差微小，人眼不能區別開來，一般人眼能區別的灰度大概只有30-40個等級。但人眼識別和區分色彩的能力卻大得多，可達數百中甚至上千種。顯然，根據人的視覺特點將彩色應用於圖像中能在很大程度上提高遙感圖像目標的識別精度。自然界中的物體，由於物質成分各不相同，對自然光有着不同的選擇性吸收和反射能力，而呈現出不同的色彩。電磁波中可見光能被人眼感覺，不同波長的光顯現出不同顏色。人們對色彩的敏感有利於人眼對圖像的判讀，擴大影像判讀範圍。為此，若將一般的黑白圖像處理成彩色圖像，顯然可提高原圖像的分辨能力，獲得更好的判讀效果。彩色合成處理就是依照人眼色覺原理髮展形成的一種光學增強處理方法。

最常用的是利用根據加色法原理製成的彩色合成儀（加色觀察器）來合成假彩色影像：將3張不同波段的黑白透明正片（如對應於綠、紅和近紅外波段）分別匹配以藍、綠、紅濾色鏡，經投影合成於屏幕上，則顯示出具有彩色紅外影像效果的假彩色影像。若多光譜片、濾色鏡光譜響應完全一致，投影光源光譜成份與遙感成像時的太陽（經大氣傳輸）光譜成份一致，則合成影像是真彩色影像。但這種條件難以滿足，且彩色合成的目的在於彩色增強而不是彩色復原。故可通過變換多波段單色影像數目，如2～4個或同濾色鏡的不同組合來改變假彩色影像色彩，以達到不同應用目的。陸地衞星多光譜掃描影像彩色合成，常採用MSS4+MSS5+MSS7與藍+綠+紅的常規組合。其合成效果色彩鮮豔，層次分明，輪廓突出，適於綜合性判讀分析。染印、印刷法由黃、品紅、青3種不同波段透明影像嚴格配準疊加而成的假彩色合成影像，則是根據減色法原理成像的，僅用於製作“硬拷貝”（屏幕顯示稱“軟拷貝”）。

利用遙感圖像多光譜假彩色合成， 可以充分顯示自然環境信息， 一些用肉眼不能看到的環境信息或在真彩色圖像上顯示不出的信息， 在某些假彩色合成圖像上卻有明顯的顯示。但多光譜遙感數據波段較多,各波段之間既具有互補性,又存在着大量的數據冗餘，如何對多光譜數據進行最佳波段組合以便於快速、 準確提取目標地物信息成為遙感圖像處理的關鍵之一。最佳假彩色合成分量常用的方法有信息量分析、各波段相關係數分析、最佳波段綜合指數法，等等 ^[3]  。

偽彩色的主要應用是為了能讓人用肉眼觀察的方式，來解釋一幅圖像或者序列圖像中的灰度目標。運用彩色的其中一個目的就是，人們可以辨別上千個彩色和強度，但與灰度相比人們只能辨別二十幾種。實現灰度圖像的偽彩色有頻率域和空間域兩大類方法。頻率域中主要有頻率濾波法，它輸出圖像的偽彩色與黑白圖像的灰度級無關，而僅與黑白圖像的不同空間頻率成分有關;空間域中實現灰度圖像等密度偽彩色編碼，目前主要有以下四種方法，即密度分層法、灰度級一彩色變換法、互補色編碼法和連續顏色編碼法。密度分層法中，可以人為地將不同灰度級設置為不同色但當灰度級太多時，這種方法顯得太煩瑣。灰度級一彩色變換法和像素自身變換法實質上是建立圖像的灰度級與顏色的一種影射關係，而互補色編碼法是在建立灰度級與彩色的對應關係時，將兩兩相鄰灰度級設置為互補色。