[發明專利]一種高光譜溢油信息提取方法

在審

• 申請號: 201310533895.0
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103559495A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李穎;劉丙新;劉瑀
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06F9/54
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種高光譜溢油信息提取方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、預處理：對原始遙感圖像進行預處理，所述的預處理包括輻射校正、大氣校正以及掩膜處理，以提高圖像的清晰度，得到預處理圖像；

B、MNF變換：對預處理圖像進行最小噪聲分離變換，得到MNF特征值圖像；所述的MNF為最小噪聲分離變換的英文MinimumNoiseFraction的簡稱；

設高光譜圖像第i個波段圖像構成的原始信號向量z_i由理想狀況下的無噪聲信號向量s_i和噪聲信號向量n_i組成，無噪聲信號向量s_i與噪聲信號向量n_i不相關，則z_i可表示為：

z_i=s_i+n_i

其中，i=1,2，·····，L，L為波段數；

首先通過低通濾波從原始信號向量z中分離出噪聲信號向量n，然后分別求出z和n的協方差矩陣Σ_Z和Σ_N，其中Z=(z₁,z₂,···,z_L)，N=(n₁,n₂,···,n_L)；

計算Σ_Z的特征值λ_i和相應的向量u_i，假設特征值滿足λ₁≥λ₂···≥λ_L，令U=（u₁，···，u_L），MNF變換后結果信號向量為Y，則MNF變換最終可定義為Y=U^TZ；由MNF變換后結果信號向量Y組成的圖像為MNF特征值圖像；

C、提取感興趣區：在步驟A所得預處理圖像上選擇海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜作為地物目標，建立海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜感興趣區，得到感興趣區分布圖；

D、MNF特征曲線分析：在MNF特征值圖像和感興趣區分布圖上，尋找海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜感興趣區在MNF特征值圖像上對應位置，提取MNF特征值圖像上對應位置像元的MNF特征值曲線，并分析各地物目標MNF特征值曲線的差異，確定區分海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜的最佳波段或波段組合方式，確定區分海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜的閾值；

E、建立決策樹：根據步驟D對MNF特征值曲線的分析，對MNF特征值圖像建立分類決策樹進行分類，獲得溢油信息；

所述的建立分類決策樹進行分類的方法包括以下步驟：根據步驟D確定的區分海水、厚油膜、中等厚度油膜、薄油膜和甚薄油膜最佳波段或波段組合方式和確定的閾值，以MNF特征值圖像為輸入圖像，以所述閾值為判斷條件建立二叉樹，從而形成相應的分類決策樹。