[其他]提取主分量圖象的光學方法

在審

• 申請號: 101985000002834
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102834B
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 蘇顯渝;郭履容;張冠申;陳澤先;張少穎
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 卿微;陳智倫

實現Ｋ－Ｌ變換，提取主分量圖象的光學方法，采用簡單的光學系統測量多波段遙感圖象的均值和積均值，從而得出協方差矩陣。然后用強度加權或時間加權方法，在光學系統上獲得集中多波段遙感圖象特征的第一主分量圖象。本發明代替了過去必須由大型計算機圖象處理系統才能完成的提取主分量圖象的方法，使得提取主分量圖象的方法便于廣泛使用。

本發明屬于圖象的光學處理。

航天和航空遙感的多譜傳感器以多波段圖象的形式提供了信息數據，對多波段圖象進行K-L變換，提取主分量圖象是圖象處理中行之有效的特征抽取和信息壓縮方法。由于這種變換關系到圖象的二級統計量，因此提取主分量圖象涉及極大的計算量和存儲量。在本發明作出之前，這一工作必須使用大型計算機圖象處理系統才能完成，例如采用價值超過一百萬美元的101圖象處理系統或類似系統，從而限制了這種方法的廣泛使用。本發明便是針對這一問題，提出了實現K-L變換，提取主分量圖象的簡易的光學方法。

本發明的目的在于利用了光學方法具有的二維、實時和并行處理能力，在簡單的光學系統上測量單個波段圖象的均值和兩個波段圖象的積均值，從而得到協方差矩陣，然后用光學系統實現集中多波段圖象主要特征的第一主分量圖象。

設波段數為K，每張圖象包含MN個象素，各波段圖象對應象素的透過率構成一個由K個元素組成的波段向量X，X＝（x₁，x_２，…x_k）^T。X向量的協方差矩陣為

C_x＝E｛（X-M_x）（X-M_x）^T｝ （1）

式中M_x是均值向量，E是期望值算子，T是矩陣轉置符號，令e_i和λ_i（i＝1，2，……，K）是C_x的特征向量和對應的特征值，并假定特征值已經按減序排列，特征向量構成K-L變換矩陣A，由變換式

Y=AX （2）

完成K-L變換產生新的波段向量Y，由MN個向量Y構成K個新的波段圖象，即主分量圖象。K-L變換的性質使得Y向量的協方差矩陣對角化。對角線元素代表主分量圖象的方差，并且等于C_x的特征值。這個性質的重要性在于各主分量圖象之間已經消除了相關性，而且較大的特征值所對應的主分量圖象有較大的方差，因而包含了更多的信息，于是抽取主分量圖象，尤其是第一主分量圖象，就成為遙感圖象處理的一項重要工作。

由于（1）式可以表示為下列矩陣形式

（3）

其中 σ2ij ]]>=E｛(x_i-mxi ]]>)(x_j-mxj ]]>)｝