[發明專利]一種高光譜圖像的波段選擇方法及裝置

有效

• 申請號: 201410426002.7
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104268582B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張兵;孫旭;高連如;高建威;于浩洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06K9/64
• 分類號: G06K9/64
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種高光譜圖像的波段選擇方法，其特征在于，包括：

獲取待選波段的距離矩陣，所述距離矩陣的元素為所述待選波段中的任意兩個波段之間的距離；

利用所述距離矩陣構造目標函數及其約束條件；

確定所述目標函數在所述約束條件下的最優化解，所述最優化解為從所述待選波段中選出的、兩兩之間距離最大的波段的集合，所述最優化解用于獲取高光譜圖像；

其中，所述利用所述距離矩陣構造目標函數及其約束條件包括：

利用距離矩陣D＝[D_ij]∈R^L×L，構造其中，為目標函數，D_ij＝d(b_i,b_j)，為約束條件，其意義為：保證在L個x_i中恰好有K個為1，即L個波段中恰好有K個被選擇，x_i表示波段b_i是否被選擇，若被選擇，則x_i＝1，否則x_i＝0。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述目標函數在所述約束條件下的最優化解包括：

初始化本次最優目標函數值F₀＝Inf、最優波段集以及選定波段集

通過螞蟻a選擇長度為K的路徑的方式，選定波段集a，所述波段集a中包括K個波段，其中，a＝1、2……A，A為大于零的整數，K為大于零的整數；

依據A個波段集，計算目標函數值

如果f＜F₀，則更新F₀＝f，B₀＝B₁，所述B₀為所述目標函數的最優化解。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過螞蟻a選擇長度為K的路徑的方式，選定波段集a中的任意一個波段的方法包括：

計算螞蟻a的轉移概率其中τ_i＝ρτ_i+Δτ_i,τ_i的初始值為τ_i＝1(i＝1,2,…,L)；

計算螞蟻a的轉移概率的分布

生成隨機數r，選擇大于r的最小的轉移概率的分布P_i對應的下標i為本次選定的波段的編號i；

更新B₁＝B₁∪{i}，B₂＝B₂/{i}，其中，B₂為待選波段集，其初始值為B₂＝{1,2,…,L}，其中1,2,…,L為待選波段的序號。

4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，獲取待選波段的距離矩陣包括：

使用距離公式，依次計算所述待選波段中兩兩波段間的距離，所述距離公式包括歐氏距離公式、余弦距離公式、KL散度Kullback–Leibler divergence公式或者互信息量公式；

使用所述兩兩波段間的距離，形成距離矩陣。

5.一種高光譜圖像的波段選擇裝置，其特征在于，包括：

距離矩陣獲取模塊，用于獲取待選波段的距離矩陣，所述距離矩陣的元素為所述待選波段中的任意兩個波段之間的距離；

函數構造模塊，用于利用所述距離矩陣構造目標函數及其約束條件；

最優化解模塊，用于確定所述目標函數在所述約束條件下的最優化解，所述最優化解為從所述待選波段中選出的、兩兩之間距離最大的波段的集合，所述最優化解用于獲取高光譜圖像；

其中，所述函數構造模塊用于利用所述距離矩陣構造目標函數及其約束條件包括：

所述函數構造模塊具體用于，利用距離矩陣D＝[D_ij]∈R^L×L，構造其中，為目標函數，D_ij＝d(b_i,b_j)，

為約束條件，其意義為：保證在L個x_i中恰好有K個為1，即L個波段中恰好有K個被選擇，x_i表示波段b_i是否被選擇，若被選擇，則x_i＝1，否則x_i＝0。