[發(fā)明專利]基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的光譜角度匹配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710229752.9
• 申請(qǐng)日: 2017-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN107133954A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉暢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/155;G06T7/187;G06K9/00
• 代理公司: 北京君恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11466
• 代理人: 黃啟行,張璐

1.基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的光譜角度匹配方法，其特征在于包括：

S1、在結(jié)構(gòu)元素中對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的膨脹和腐蝕運(yùn)算，獲取每個(gè)像元對(duì)應(yīng)的MEI值，得到MEI圖像；

S2、遍歷MEI圖像中的每個(gè)像元，將MEI值大于預(yù)設(shè)的MEI閾值的像元標(biāo)記為端元，得到端元圖像；

S3、對(duì)所述端元圖像進(jìn)行圖像分割和區(qū)域生長(zhǎng)，得到端元光譜圖像；

S4、遍歷端元光譜圖像中的每個(gè)端元，利用光譜角度匹配算法獲取所述端元光譜圖像中每個(gè)像元光譜與當(dāng)前的端元光譜之間的光譜角度，若該光譜角度為0，則將當(dāng)前的像元與當(dāng)前的端元?dú)w為一類。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，在兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)元素中分別對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的膨脹和腐蝕運(yùn)算，獲取每個(gè)像元的MEI值；

對(duì)于任意一個(gè)像元，將采用不同結(jié)構(gòu)元素獲得的MEI值的平均值作為該像元對(duì)應(yīng)的MEI值；

其中，不同結(jié)構(gòu)元素的大小不同。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟S1中，首先在最小結(jié)構(gòu)元素K_min中對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的膨脹和腐蝕運(yùn)算，獲取每個(gè)像元的MEI值；

然后依次增加結(jié)構(gòu)元素的大小，在每個(gè)結(jié)構(gòu)元素中對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的膨脹和腐蝕運(yùn)算，獲取每個(gè)像元的MEI值，直至達(dá)到最大結(jié)構(gòu)元素K_max；

對(duì)于任意一個(gè)像元，將采用不同結(jié)構(gòu)元素獲得的MEI值的平均值作為該像元對(duì)應(yīng)的MEI值；

其中，最小結(jié)構(gòu)元素K_min、最大結(jié)構(gòu)元素K_max、以及介于最小結(jié)構(gòu)元素K_min和最大結(jié)構(gòu)元素K_max之間的結(jié)構(gòu)元素是預(yù)先設(shè)置的。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S1包括：對(duì)于每個(gè)結(jié)構(gòu)元素：

在結(jié)構(gòu)元素中，對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的膨脹運(yùn)算，將達(dá)到結(jié)構(gòu)元素質(zhì)心的距離最大的像元作為最純凈像元；

在結(jié)構(gòu)元素中，對(duì)目標(biāo)高光譜圖像的每個(gè)像元進(jìn)行基于質(zhì)心的腐蝕運(yùn)算，將達(dá)到結(jié)構(gòu)元素質(zhì)心的距離最小的像元作為混合最嚴(yán)重像元；

將最純凈像元與混合最嚴(yán)重像元之間的光譜角度距離作為結(jié)構(gòu)元素當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的像元的MEI值。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于任意一個(gè)結(jié)構(gòu)元素，其質(zhì)心為：

cK=1MΣsΣtf(s,t,w),∀(s,t,w)∈K]]>

式中，K代表結(jié)構(gòu)元素；M是結(jié)構(gòu)元素K中像元的數(shù)量；c_K為結(jié)構(gòu)元素K的質(zhì)心；f(s,t,w)為結(jié)構(gòu)元素K中任意一個(gè)像元，(s,t,w)為像元f(s,t,w)的坐標(biāo)。

6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S2之前進(jìn)一步包括：將MEI圖像中每個(gè)像元的MEI值的平均值作為預(yù)設(shè)的MEI閾值。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中采用如下公式確定所述端元光譜圖像中每個(gè)像元光譜與當(dāng)前的端元光譜之間的光譜角度：

θ(X,Y)=arccos[Σi=1nxiyi/[(Σi=1nxi2)1/2(Σi=1nyi2)1/2]]]]>

式中，n為波段數(shù)；X為像元光譜，Y為端元光譜；θ(X,Y)為像元光譜X與端元光譜Y之間的光譜角度，值域?yàn)?～π/2，當(dāng)θ(X,Y)為0時(shí)，表示像元光譜X與端元光譜完全相同，當(dāng)θ＝π/2時(shí)，表示像元光譜X與端元光譜完全不同。