[發明專利]一種高光譜影像水域自動提取方法

有效

• 申請號: 202011184880.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112329791B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 孫康;陳金勇;李方方;王敏;王士成;帥通
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06V10/40
• 分類號: G06V10/40;G06V10/26;G06V20/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種高光譜影像水域自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，讀取高光譜圖像，解析其波段信息，計算圖像中各個像素的水體指數值；

步驟2，基于OTSU大津方法計算水域分割閾值，獲取水域初次提取結果；

步驟3，在水域初次提取結果基礎上，提取水體光譜，進行光譜一致性分析，獲取各個像素與水體光譜的歐式距離；

步驟4，以步驟3所得的歐式距離作為加權值，計算圖像的加權協方差矩陣，在此基礎上，利用約束能量最小化方法，對每個像素計算其為水域的概率；

步驟5，將步驟4的概率作為相應像素的亮度值，得到新的圖像，針對該新的圖像，基于OTSU大津方法再次計算水域分割閾值，獲取水域二次提取結果；

步驟6，對步驟2獲得的水域初次提取結果和步驟5獲得的水域二次提取結果進行綜合分析，得到最終的水域提取結果。

2.根據權利要求1所述的一種高光譜影像水域自動提取方法，其特征在于，所述步驟2的具體方式為：

步驟2a，將圖像各個像素按照亮度值從小到大的順序進行排列；

步驟2b，從最低亮度像素開始，計算閾值指標，直至最大亮度像素；閾值指標的計算方式如下：

其中，F(x)為閾值指標，n為圖像的像素總數，n₁,n₂分別為圖像中亮度值小于和大于x的像素數目；

步驟2c，以最大閾值指標對應的亮度值作為分割閾值；

步驟2d，按照分割閾值對圖像進行分割，即水體指數值大于分割閾值的像素為水域，否則為非水域。

3.根據權利要求1所述的一種高光譜影像水域自動提取方法，其特征在于，所述步驟4的具體方式為：

步驟4a，計算圖像的加權協方差矩陣：

其中，M、N分別為高光譜圖像的行數和列數，x_i,j為第i行第j列的像素，d_i,j為x_i,j與水體光譜的歐式距離；

步驟4b，利用約束能量最小化方法進行水體計算：

其中，為x_i,j的轉置，d為水體光譜，y_i,j為第i行第j列像素為水域的概率。

4.根據權利要求1所述的一種高光譜影像水域自動提取方法，其特征在于，所述步驟6的具體方式為：

對于一個像素：

若兩次檢測結果都為水域，則該像素為水域；

若兩次檢測結果都不為水域，則該像素為非水域；

若兩次結果僅有一次為水域，且該像素與水域相鄰，則該像素為水域；

若兩次結果僅有一次為水域，且該像素不與水域相鄰，則該像素為非水域。