可视化 RGBN 图像的 RGB 波段

Question

我有一张 PlanetScope 的 RGBN 波段 .tif 卫星图像，我想对其进行预处理以用于神经网络。当我在 QGIS 中查看图像时，我得到了一个不错的 RGB 图像，但是当作为 numpy 数组导入时，图像非常亮。图片的一些信息：

Type of the image :  <class 'numpy.ndarray'>

Shape of the image : (7327, 7327, 5)
Image Height 7327
Image Width 7327
Image Shape (7327, 7327, 5)
Dimension of Image 3
Image size 268424645
Maximum RGB value in this image 65535
Minimum RGB value in this image 1

图片为uint16类型。最后一个波段 (pic[:,:,5]) 在所有实例中仅显示奇异值 (65535)。因此，我认为这个波段应该被删除，留下RGBN波段，其信息如下：

Type of the image :  <class 'numpy.ndarray'>

Shape of the image : (7327, 7327, 4)
Image Height 7327
Image Width 7327
Image Shape (7327, 7327, 4)
Dimension of Image 3
Image size 214739716
Maximum RGB value in this image 19382
Minimum RGB value in this image 1

知道uint16图像的范围是0-65535，RGBN图像的最大值（19382）似乎很低。随后函数 'skimage.io.imshow(image)' 显示接近白色的图像。我不明白为什么 QGIS 能够以真实的颜色正确显示图像，但 python 却不能。

图片是通过pic = skimage.io.imread("planetscope_20180502_43.tif")

方式加载的

我曾尝试使用 img_scaled = pic / pic.max() 缩放图像并将其转换为 uint8，然后再使用 img_as_ubyte(pic) 查看图像，但没有成功。我用 skimage.io.imshow(pic).

查看图像

如有必要，可以下载图片here。我合并了图像，因为不知何故似乎无法使用某些包导入图像（例如 Tifffile 不适用于此 tif 文件）。

Answer 1

RGB通道最大值低于N通道：

>>> pic.max(axis=(0,1))
array([10300,  7776, 11530, 19382, 65535], dtype=uint16)

但看看 RGB 通道的平均值：它们比 max/2:

小得多

>>> pic.mean(axis=(0,1))
array([  439.14001492,   593.17588875,   542.4638124 ,  3604.6826063 ,
   65535.        ])

您这里有一张高动态范围 (HDR) 图像，想要将其高范围压缩到 8 位以进行显示。最大值的线性缩放不起作用，因为最高峰比平均图像值高一个数量级。绘制 RGB 值的直方图：

如果您使用略高于平均值的某个因子进行线性缩放，而忽略剪裁其余（现在曝光过度）的值，您可以显示它以查看您是否拥有有效数据：

rgb = pic[..., :3].astype(np.float32) / 2000
rgb = np.clip(rgb, 0.0, 1.0)

但要获得合适的图像，您需要查看数据的相机响应，以及这些 HDR 图像通常如何压缩为 8 位以进行显示（我对卫星成像不熟悉） .

Answer 2

谢谢 w-m，我能够以此为基础并弄明白了。由于 w-m 已经很好地阐述了这个问题，我将在这里留下我写的代码来解决这个问题：

for i in range(0,4):
    min_ = int(np.percentile(image[:,:,i],2))
    max_ = int(np.percentile(image[:,:,i],98))

    np.maximum(image[:,:,i])
    np.minimum(image[:,:,i])

    image[:,:,i] = np.interp(image[:,:,i], image[:,:,i].min(), image[:,:,i].max(), (0,255))

image_8bit_scaled = skimage.img_as_ubyte(image)

可视化 RGBN 图像的 RGB 波段

Visualizing RGB bands of RGBN image

rgb

image-processing

neural-network

python-imaging-library

image-scaling