4. 成果與討論
4.2 白平衡&去霧處理成果
使用三張影像A、B、C 進行去霧處理及白平衡，影像 A 原始影像及結果如圖 4.4~4.6，
影像B 原始影像及結果如圖 4.7~4.9，影像 C 原始影像及結果如圖 4.10~4.12。
影像A 為海域，海面下有不明顯之礁塊，去霧處理後影像(圖 4.5)色彩在強度較強 區域過於增顯，呈現整張影像色彩失真之情況，右半部有嚴重的資訊損失，但是隱藏之 礁塊範圍比較可以分辨；影像A 白平衡後影像(圖 4.6)色調被均勻化，可以看出右下角 區選區域日光返照區域過於強化，海底下之原本不明顯之礁塊範圍比較可以分辨，但是 無論是去霧處理或是白平衡只能增顯影像之資訊，對於影像之日光返照無法處理。
影像B 為較單純海域，因為風浪的走向而使日光返照呈現明顯的波紋，去霧處理後
影像(圖 4.8)因為過度誇張化，整張影像偏亮，有嚴重色偏；白平衡後影像(圖 4.9)將色 調均化後，右上角之色彩資訊較為明顯，但也看出了日光返照區域反而有強化的反效 果。
影像C 有明顯之礁塊，去霧處理後影像(圖 4.11)，整張影像過度增顯，亮度過亮以 致整張影像失真；白平衡後影像(圖 4.12)色彩均勻化，但日光返照區域沒有明顯改善。
由影像A、B、C 之測試，可以發現去霧及白平衡處理對於海域影像直接進行處理
是不可行的，甚至於去霧處理後整張影像過亮，可能是整張影像範圍皆有日光返照之影 響，因此在增顯後過度誇張。
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4.3.2 第二組測試影像
圖4.36 為測試影像 E 原始影像，涵蓋區域為東沙島環礁的一部分，經過二維經驗
模態分解扣除殘餘項後，得到如圖4.37 之結果，右下角日光返照區域與附近色調相近，
改善了亮度過亮的情況，但是殘餘項內可能含有部分環礁紋理，扣除後雖然改善日光返 照影響，卻也讓紋理辨識程度下降。
圖4.38 為測試影像 F 原始影像，涵蓋整個島嶼，經過二維經驗模態分解扣除殘餘
項後，得到如圖4.39 之結果，影像處理後日光返照區域與周圍顏色較為接近，但是島嶼
邊界以及海域特徵都有模糊之情形。
圖4.40 為 15 張原始影像鑲嵌結果，在日光返照區域有光暈情形，使得接合處有不 連續的情況，經過二維經驗模態分解扣除殘餘項後(圖 4.41)，色彩較為均化，但日光返 照區域無法完全消除，並且每張影像單獨進行處理時，因為海底底質不同造成單張影像 主要組成色彩不同，在影像處理過後顏色略有深淺之差異。
比起第一組影像，因為影像解析度較差，經過二維經驗模態分解之訊號無法單獨分 出影響日光返照之亮度，因此在移除殘餘項後模糊情況較第一組嚴重，顯示使用此方法 進行亮度分解時會受到影像解析度之限制。
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4.4 影像品質分析
除了人眼判識外，以指標值對於去霧處理、白平衡及 BEMD 之結果進行指標品質
分析，分析對象為影像灰度值，主要分析項目有平均值(Mean)、標準差(STD)、均方根 誤差(RMSE)、標準化互相關法(NCC)、峰值訊號雜訊比(PSNR)及結構相似性指標，由統 計指標值探討影像處理前後之灰度值變化情形。
均調區域影像A、B 經過白平衡處理後，R、G、B 平均值皆增加；礁塊區域影像 C 原始色彩為藍綠色調為主，因此在白平衡後G、B 值降低，而 R 值增加。由 RMSE、PSNR 及SSIM 值皆可看出影像 C 因為有礁塊特徵，因此結構與原始影像較為接近。加上人眼 判識後，白平衡處理雖然可以使影像色調均勻，但無法改正日光返照之影響。
影像A、B、C 經過去霧處理後，對於日光返照區域過度增顯，因此 R、G、B 平均 值皆誇張化，由PSNR 與 SSIM 值亦可看出其視覺效果與結構已被破壞，可知整張影像 進行去霧處理產生的增顯效果對於日光返照影響無法去除。
影像A 及 B 為日光返照影響區域較小之影像，經過 BEMD 處理後，因為返照區外
亮度增加，因此整體灰度平均值反而有增加的情形；影像 C 及 D 為日光返照影響幾乎
整個範圍之影像，在改正日光返照區域之亮度後，灰度平均值皆有降低之情形。以均方 根誤差(RMSE)來看，測試影像 D 與原始影像之灰度值偏差較小，測試影像 C 次之，與
肉眼觀察結果符合；測試影像B 之灰度值偏差最高，以肉眼觀察影像色偏情形，的確有
一定的色偏情形。
BEMD 處理後之影像，PSNR 值皆 40 以上，較無法提供視覺判斷；以結構相似性 指標(SSIM)來看，測試影像 C 與 D 保留原始影像灰度值結構的情況較好，測試影像 A
與B 在影像灰度值結構有較多的差異，可能會有色彩失真，與肉眼觀察結果相符。但是
礁塊區域之細節在 BEMD 處理後有平滑趨勢，表示對於特徵特徵可能會有資訊損失之
情形。
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RMSE PSNR(dB) SSIM 白平衡 43.122/68.875 59.503/88.615 79.914/107.936 22.128 28.775 0.632 去霧化 43.122/161.909 59.503/206.382 79.914/242.150 122.015 19.554 0.462 BEMD 43.122/53.822 59.503/76.792 79.914/104.308 17.320 49.449 0.752
表 4.2、影像 B 指標值
RMSE PSNR(dB) SSIM 白平衡 29.855/70.500 40.535/91.187 69.961/130.354 62.764 21.632 0.588 去霧化 29.855/92.118 40.535/142.43 69.961/228.577 75.939 17.331 0.377 BEMD 29.855/39.560 40.535/55.322 69.961/100.820 24.778 50.855 0.774
表 4.3、影像 C 指標值
RMSE PSNR(dB) SSIM 白平衡 80.699/104.458 95.495/90.645 108.855/107.479 7.201 45.311 0.833 去霧化 80.699/238.381 95.495/252.323 108.855/254.106 147.377 11.232 0.293 BEMD 80.699/74.696 95.495/88.237 108.855/102.577 28.230 50.560 0.697
表 4.4、影像 D 指標值
RMSE PSNR(dB) SSIM BEMD 84.610/63.220 102.329/77.008 113.777/86.698 1.874 43.882 0.922
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