[發明專利]基于光譜空間映射與純化的對象光譜特征提取方法

有效

• 申請號: 201710372190.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107392208B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 何國金;王桂周;袁繼穎;張兆明;王猛猛;彭燕;程博;白雅卿;張曉美;劉慧嬋
• 申請（專利權）人: 三亞中科遙感研究所
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/34
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.基于光譜空間映射與純化的對象光譜特征提取方法，其步驟為：

第一步：生成高分辨率遙感全色圖像的初始光譜特征空間S

根據高分辨率遙感全色圖像與低分辨率遙感多光譜圖像之間的分辨率比，建立圖像像元之間的空間映射關系，所述分辨率比的值為1:4，多光譜圖像上的一個像元對應全色圖像上一個4×4的圖像塊，是一種一對多的空間映射關系，給定全色圖像上的一個像元坐標就能求得對應的多光譜圖像上的像元坐標，對應的坐標位置計算公式如下：

x′_i＝Int((x_i-1)/4)+1

y′_i＝Int((y_i-1)/4)+1

上述兩個公式中，Int()函數表示向下取整，(x_i’,y_i’)表示多光譜像元的行列位置，(x_i,y_i)表示全色圖像中像元的行列位置，根據高分辨率全色遙感圖像與低分辨率多光譜遙感圖像像元之間的空間對應關系，可以將低分辨率多光譜圖像像元的光譜信息直接映射賦值到全色圖像的每個像元上，形成全色圖像的初始光譜特征空間S；

第二步：基于高分辨率全色圖像分割結果O，定義低分辨率多光譜圖像像元的對象純度

所述分辨率比的值為1:4，低分辨率多光譜圖像上的1個像元對應高分辨率全色圖像上的16個像元，全色圖像上的16個像元可能會隸屬于不同的分割對象，如果一個多光譜像素對應的全色圖像子塊完整的落在同一個分割對象內，那么相應的位置上全色圖像像元應該被賦予相同的光譜向量數值，但是，如果一個多光譜像元落在兩個甚至多個對象上，那么該多光譜像元認為可能是由多種地物混合而成，直接映射賦值方式會產生光譜的不確定性，因此，為了消除這種地物混合多光譜像元的影響，定義多光譜圖像中像元的對象純度來度量多光譜像元是屬于一個對象還是多個對象，計算公式如下：

公式中P表示多光譜圖像中像元的對象純度，N_Max表示一個低分辨率多光譜像元對應的高分辨率全色圖像塊的像素個數，由高分辨率全色與低分辨率多光譜圖像分辨率的比值確定，所述分辨率比的值為1：4，N_Max則為16，N_MaxObject表示多光譜像元對應的全色圖像塊中面積最大對象對應的像素數，通過對所有的多光譜像元計算，得到多光譜圖像的對象純度圖M_p；

第三步：基于全色圖像的初始光譜特征空間S和多光譜像元的對象純度圖M_P，計算對象的光譜特征

在通過光譜空間映射機制得到全色圖像的像元光譜特征的過程中，人為設定一個多光譜像元對象純度閾值T_p和一個與全色圖像相同大小的標記圖像B，對于M_p中對象純度大于等于閾值的多光譜像元對應的標記圖像像元位置標記為1，對于M_p中小于對象純度閾值的多光譜像元對應的標記圖像像元位置標記為0，最后結合初始光譜特征空間S和標記圖像B，統計對象內部標記值為1的像元初始映射光譜特征的均值來表示該對象的光譜特征；

依次對分割結果O上的每個對象，按照第一至三步的方法進行對象的光譜特征提取就得到整個分割圖像面向對象的光譜特征空間；

對于多種不同分辨率數據源的情況，需要將最高分辨率全色圖像依次與多源的多光譜圖像分別組成圖像對，采用上述方法步驟分別進行對象特征提取，最終組成了對象的多源光譜特征空間。