[發(fā)明專利]一種高光譜圖像中目標(biāo)地物檢測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210056079.0
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102609703A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兵;高連如;楊威;孫旭;吳遠(yuǎn)峰;李利偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院對地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

1.一種高光譜圖像中目標(biāo)地物檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

分析一待檢測目標(biāo)地物對應(yīng)的光譜反射率曲線；

構(gòu)造一包含所述光譜反射率曲線中特征吸收波段的樣本波段集；

將所述待檢測目標(biāo)地物的高光譜圖像中所述樣本波段集的各波段對應(yīng)的圖像作為空間維圖像；

確定各空間維圖像所對應(yīng)的、包含預(yù)設(shè)數(shù)量像元的像元樣本集；

計(jì)算各像元樣本集對應(yīng)像元的協(xié)方差矩陣；

將處于光譜維對應(yīng)位置的各像元樣本集中像元的協(xié)方差矩陣進(jìn)行累加并求平均，且將所獲得的平均值作為所述對應(yīng)位置像元的有效協(xié)方差矩陣；

對各有效協(xié)方差矩陣進(jìn)行求逆運(yùn)算，并將逆運(yùn)算結(jié)果作為所述待檢測目標(biāo)地物在所述高光譜圖像中的分布情況，以實(shí)現(xiàn)對所述待檢測目標(biāo)地物的檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)造一包含所述光譜反射率曲線中特征吸收波段的樣本波段集，具體為：

提取所述光譜反射率曲線中特定的特征吸收波段以外預(yù)定數(shù)量的波段，并結(jié)合所述特定的特征波段，構(gòu)造一樣本波段集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)造一包含所述光譜反射率曲線中特征吸收波段的樣本波段集，具體為：

提取所述光譜反射率曲線中特定的特征吸收波段，同時(shí)提取除大氣吸收波段、預(yù)設(shè)的低信噪比的波段以外預(yù)設(shè)數(shù)量的波段，并結(jié)合所述特定的特征吸收波段，構(gòu)成一樣本波段集。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，確定空間維圖像所對應(yīng)的、包含預(yù)設(shè)數(shù)量像元的像元樣本集，具體為：

按照第一步長選擇一空間維圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的像元，以形成所述空間維圖像對應(yīng)的像元樣本集。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，確定空間維圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的像元所對應(yīng)的像元樣本集，具體為：

按照隨機(jī)方式選擇一空間維圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的像元，以形成所述空間維圖像對應(yīng)的像元樣本集。

6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，確定空間維圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的像元所對應(yīng)的像元樣本集，具體為：

利用標(biāo)量值d^TX作為像元選擇的標(biāo)準(zhǔn)，用排序算法把標(biāo)量值d^TX按照升序排列形成一序列c，去掉所述序列c中使得標(biāo)量值d^TX大于預(yù)設(shè)閾值的像元，在當(dāng)前序列c中以第二步長選擇預(yù)設(shè)數(shù)量的像元，以形成所述空間維圖像對應(yīng)的像元樣本集；

其中，d為目標(biāo)匹配向量，X為像元向量，d^TX為目標(biāo)向量d的轉(zhuǎn)置與像元向量X的內(nèi)積。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述特定的特征吸收波段：

特征吸收波段中各波段；

或者，光譜反射率曲線中吸收特征最低處對應(yīng)的波段以及所述吸收特征最低處對應(yīng)的波段左右相鄰的特定數(shù)量的波段。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算像元樣本集對應(yīng)像元的協(xié)方差矩陣，具體為：

直接計(jì)算像元樣本集對應(yīng)像元的協(xié)方差矩陣；

或者，

計(jì)算像元樣本集對應(yīng)像元的上三角矩陣，并根據(jù)所述上三角矩陣為所述像元的下三角矩陣進(jìn)行賦值。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述像元樣本集中像元的數(shù)量不小于樣本波段集中波段的數(shù)目。

10.一種高光譜圖像中目標(biāo)地物檢測裝置，其特征在于，包括：

樣本波段集構(gòu)造模塊，用于分析一待檢測目標(biāo)地物對應(yīng)的光譜反射率曲線；構(gòu)造一包含所述光譜反射率曲線中特征吸收波段的樣本波段集；

空間維圖像確定模塊，用于將所述待檢測目標(biāo)地物的高光譜圖像中所述樣本波段集的各波段對應(yīng)的圖像作為空間維圖像；

像元樣本集確定模塊，用于確定各空間維圖像所對應(yīng)的、包含預(yù)設(shè)數(shù)量像元的像元樣本集；

第一協(xié)方差矩陣計(jì)算模塊，用于計(jì)算各像元樣本集對應(yīng)像元的協(xié)方差矩陣；

第二協(xié)方差矩陣計(jì)算模塊，用于將處于光譜維對應(yīng)位置的各像元樣本集中像元的協(xié)方差矩陣進(jìn)行累加并求平均，且將所獲得的平均值作為所述對應(yīng)位置像元的有效協(xié)方差矩陣；

逆運(yùn)算模塊，用于對各有效協(xié)方差矩陣進(jìn)行求逆運(yùn)算，并將逆運(yùn)算結(jié)果作為所述待檢測目標(biāo)地物在所述高光譜圖像中的分布情況，以實(shí)現(xiàn)對所述待檢測目標(biāo)地物的檢測。