留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

空谱结构保持的高光谱图像分类

侯榜焕 姚敏立 贾维敏 沈晓卫 金伟

侯榜焕, 姚敏立, 贾维敏, 沈晓卫, 金伟. 空谱结构保持的高光谱图像分类[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1228001-1228001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
引用本文: 侯榜焕, 姚敏立, 贾维敏, 沈晓卫, 金伟. 空谱结构保持的高光谱图像分类[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1228001-1228001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
Hou Banghuan, Yao Minli, Jia Weimin, Shen Xiaowei, Jin wei. Hyperspectral image classification based on spatial-spectral structure preserving[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1228001-1228001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
Citation: Hou Banghuan, Yao Minli, Jia Weimin, Shen Xiaowei, Jin wei. Hyperspectral image classification based on spatial-spectral structure preserving[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1228001-1228001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1228001

空谱结构保持的高光谱图像分类

doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
基金项目: 

国家自然科学基金(61401471);中国博士后科学基金(2014M562636)

详细信息
    作者简介:

    侯榜焕(1985-),男,博士生,主要从事高光谱图像处理方面的研究。Email:chinayouth001@aliyun.com

  • 中图分类号: TP751

Hyperspectral image classification based on spatial-spectral structure preserving

  • 摘要: 高光谱遥感图像具有特征(波段)数多、冗余度高等特点,因此特征选择成为高光谱分类的研究热点。针对此问题,提出了空间结构与光谱结构同时保持的高光谱数据分类算法。考虑高光谱图像的物理特性,首先对图像进行加权空谱重构,使图像的空间结构信息自动融入光谱特征,形成空谱特征集;对利用最小二乘回归模型保存数据集的全局相似性结构的基础上,加入局部流形结构正则项,使挑选的特征子集更好地保存数据集的内在本质结构;讨论了窗口大小和正则参数对分类精度的影响。对Indian Pines、PaviaU和Salinas数据集的实验表明,该算法得到的特征子集的总体分类精度达到93.22%、96.01%和95.90%。该算法不仅充分利用了高光谱图像的空间结构信息,而且深入挖掘了数据集的内在本质结构,从而得到更有鉴别性的特征子集,相比传统方法明显提高了分类精度。
  • [1] Zhao Huijie, Li Mingkang, Li Na, et al. A band selection method based on improved subspace partition[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10):3155-3160. (in Chinese)赵慧洁, 李明康, 李娜, 等一种基于改进子空间划分的波段选择方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10):3155-3160.
    [2] Deng Chengzhi, Zhang Shaoquan, Wang Shengqian, et al. Hyperspectral unmixing algorithm based on L1 regularization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3):1092-1097. (in Chinese)邓承志, 张绍泉, 汪胜前, 等. L1稀疏正则化的高光谱混合像元分解算法比较[J].红外与激光工程, 2015, 44(3):1092-1097.
    [3] Fang Min, Wang Jun, Wang Hongyan, et al. Feature extraction of hyperspectral remote sensing data using supervised neighbor reconstruction analysis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1028003. (in Chinese)方敏, 王君, 王红艳, 等. 应用监督近邻重构分析的高光谱遥感数据特征提取[J].红外与激光工程, 2016, 45(10):1028003.
    [4] Feng Shuyi, Zhang Ning, Shen Ji, et al. Method of cloud detection with hyperspectral remote sensing image based on the reflective characteristic[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2):199-205. (in Chinese)冯书谊, 张宁, 沈霁, 等. 基于反射率特性的高光谱遥感图像云检测方法研究[J]. 中国光学, 2015, 8(2):199-205.
    [5] Liu X W, Wang L, Zhang J, et al. Global and local structure preservation for feature selection[J]. IEEE Transactions on Neural Network and Learning System, 2014, 25(6):1083-1095.
    [6] Nie F P, Huang H, Cai X, et al. Efficient and robust feature selection via joint -norms minimization[C]//Proceedings of Advances in Nerual Information Processing System, 2010:1813-1821.
    [7] Zhu X F, Li X L, Zhang S C, et al. Robust joint graph sparse coding for unsupervised spectral feature selection[J]. IEEE Transactions on Neural Network and Learning System, 2017, 28(6):1263-1275.
    [8] Zhang Q, Tian Y, Yang Y P, et al. Automatic spatial-spectral feature selection for hyperspectral image via discriminative sparse multimodal learning[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2015, 53(1):261-279.
    [9] Li H C, Xiang S M, Zhong Z S, et al. Multicluster spatial-spectral unsupervised feature selection for hyperspectral image classification[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2015, 12(8):1660-1664.
    [10] Zhou Y C, Peng J T, Chen C L P. Dimension reduction using spatial and spectral regularized local discriminant embedding for hyperspectral image classification[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2015, 53(2):1082-1095.
    [11] Huang Hong, Zheng Xinlei. Hyperspectral image classification with combination of weighted spatial-spectral and KNN[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(4):873-880. (in Chinese)黄鸿, 郑新磊. 加权空-谱与最近邻分类器相结合的高光谱图像分类[J]. 光学精密工程, 2016, 24(4):873-880.
    [12] He Fang, Wang Rong, Yu Qiang, et al. Feature extraction of hyperspectral images of weighted spatial and spectral locality preserving Projection[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(1):263-273. (in Chinese)何芳, 王榕, 于强, 等. 加权空谱局部保持投影的高光谱图像特征提取[J]. 光学精密工程, 2017, 25(1):263-273.
    [13] Hao Zhicheng, Wu Chuan, Yang Hang, et al. Image detail enhancement method based on multi-scale bilateral texture filter[J]. Chinese Optics, 2016, 9(4):423-431. (in Chinese)郝志成,吴川,杨航,等.基于双边纹理滤波的图像细节增强方法[J].中国光学, 2016, 9(4):423-431.
    [14] He X, Niyogi P. Locality preserving projections[C]//Preceedings of the 17th Annual Conference on Neural Information Processing Systems, 2004, 16:153-160.
  • [1] 吴鹏飞, 邓植中, 雷思琛, 谭振坤, 王姣.  基于激光散斑图像多特征参数的表面粗糙度建模研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230348-1-20230348-11. doi: 10.3788/IRLA20230348
    [2] 王鹏翔, 张兆基, 杨怀.  结合多特征融合和极限学习机的红外图像目标分类方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210597-1-20210597-6. doi: 10.3788/IRLA20210597
    [3] 孙鹏, 于跃, 陈嘉欣, 秦翰林.  基于深度空时域特征融合的高动态空中多形态目标检测方法(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20220167-1-20220167-8. doi: 10.3788/IRLA20220167
    [4] 陈明, 赵连飞, 苑立民, 徐峰, 韩默.  基于特征选择YOLOv3网络的红外图像绝缘子检测方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200401-20200401. doi: 10.3788/IRLA20200401
    [5] 宁明峰, 张世杰, 王诗强.  基于凸包的非合作目标视觉导航系统特征点选择方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 317004-0317004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0317004
    [6] 徐志钮, 胡志伟, 赵丽娟, 杨志, 陈飞飞, 李永倩, 陈永辉.  采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 74-81. doi: 10.3788/IRLA201746.S122004
    [7] 耿蒙, 李学彬, 秦武斌, 刘泽阳, 鲁先洋, 戴聪明, 苗锡奎, 翁宁泉.  典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311001-0311001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0311001
    [8] 马聪, 李威, 张远清, 李晓波, 安明鑫.  深空探测遥感相机支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 618004-0618004(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0618004
    [9] 黄达, 黄树彩, 赵炜, 陆屹.  天基光谱探测特征波段的选择 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 166-171. doi: 10.3788/IRLA201847.S117005
    [10] 鲁先洋, 李学彬, 秦武斌, 朱文越, 徐青山.  海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211002-1211002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1211002
    [11] 方敏, 王君, 王红艳, 李天涯.  应用监督近邻重构分析的高光谱遥感数据特征提取 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1028003-1028003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1028003
    [12] 张采芳, 田岩, 李江.  基于几何特征分析的路面裂缝分类算法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1359-1364.
    [13] 陈媛媛, 王志斌, 王召巴.  思维进化蝙蝠算法及其在混合气体红外光谱特征选择中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 845-851.
    [14] 林涛, 刘飞, 韩平丽, 邵晓鹏, 任勐, 吕鸿鹏, 张建奇.  中波红外隐身目标光谱探测的谱带选择方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1047-1051.
    [15] 陈媛媛, 王志斌, 王召巴.  基于改进蝙蝠算法的红外光谱特征选择 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2715-2721.
    [16] 蔡辉, 李娜, 赵慧洁.  基于本征模函数的高光谱数据特征提取方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3475-3480.
    [17] 张佳栋, 李娜, 赵慧洁, 李旭东, 徐秋.  采用SIFT特征的高光谱数据自动几何精校正 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2414-2420.
    [18] 王坤, 游安清, 贺喜, 王磊.  基于动态目标结构特征的姿态实时定位方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3029-3034.
    [19] 谢志华, 刘国栋.  基于局部二元模式的快速红外人脸识别系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3190-3195.
    [20] 秦玉华, 丁香乾, 宫会丽.  高维特征选择方法在近红外光谱分类中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1355-1359.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  486
  • HTML全文浏览量:  84
  • PDF下载量:  89
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-07
  • 修回日期:  2017-05-12
  • 刊出日期:  2017-12-25

空谱结构保持的高光谱图像分类

doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
    作者简介:

    侯榜焕(1985-),男,博士生,主要从事高光谱图像处理方面的研究。Email:chinayouth001@aliyun.com

基金项目:

国家自然科学基金(61401471);中国博士后科学基金(2014M562636)

  • 中图分类号: TP751

摘要: 高光谱遥感图像具有特征(波段)数多、冗余度高等特点,因此特征选择成为高光谱分类的研究热点。针对此问题,提出了空间结构与光谱结构同时保持的高光谱数据分类算法。考虑高光谱图像的物理特性,首先对图像进行加权空谱重构,使图像的空间结构信息自动融入光谱特征,形成空谱特征集;对利用最小二乘回归模型保存数据集的全局相似性结构的基础上,加入局部流形结构正则项,使挑选的特征子集更好地保存数据集的内在本质结构;讨论了窗口大小和正则参数对分类精度的影响。对Indian Pines、PaviaU和Salinas数据集的实验表明,该算法得到的特征子集的总体分类精度达到93.22%、96.01%和95.90%。该算法不仅充分利用了高光谱图像的空间结构信息,而且深入挖掘了数据集的内在本质结构,从而得到更有鉴别性的特征子集,相比传统方法明显提高了分类精度。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回