基于稀疏表示和低秩表示的高光譜圖像波段選擇方法研究.pdf

1、高光譜遙感技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)20年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的遙感技術(shù)。通過(guò)光譜成像儀獲得的高光譜圖像具有比傳統(tǒng)遙感圖像更高的空間分辨率和光譜分辨率，使高光譜圖像在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是高光譜圖像包含了成百上千的波段，波段與波段之間存在著大量的冗余信息，給高光譜圖像的處理帶來(lái)了很大的困難。因此，如何盡可能地降低高光譜數(shù)據(jù)的維數(shù)，提高數(shù)據(jù)利用率和處理的有效性和高效性成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。通常情況下，對(duì)數(shù)據(jù)的降維方法主要有特征提取和特征選擇。

2、對(duì)于高光譜圖像數(shù)據(jù)，需要保留高光譜圖像中特定波段的物理意義，所以特征選擇是一個(gè)很好的方法。特征選擇用在高光譜圖像中，也就是波段選擇。論文中針對(duì)高光譜圖像的特點(diǎn)，在對(duì)傳統(tǒng)和現(xiàn)有的高光譜圖像波段選擇方法研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有壓縮感知相關(guān)的技術(shù)，提出了一些新的高光譜圖像的波段選擇方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)提出一種基于判別性約束半監(jiān)督稀疏表示的高光譜圖像波段選擇方法。該方法在波段選擇的過(guò)程中同時(shí)考慮到類的可分離特性，而類內(nèi)

3、類間距離是衡量類的可分離特性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，本方法以高光譜數(shù)據(jù)作為字典，對(duì)波段進(jìn)行稀疏表示的同時(shí)，在模型中加入了判別性約束項(xiàng)，即類內(nèi)類間距離約束。通過(guò)本方法選擇出的波段子集，屬于同一類的像素點(diǎn)更加緊湊，屬于不同類的像素點(diǎn)更加分散，從而更加有利于分類；
　　(2)提出了一種基于低秩表示聚類的高光譜圖像波段選擇方法。該方法以選擇出的波段子集相關(guān)小，包含信息量大為出發(fā)點(diǎn)，首先對(duì)高光譜圖像進(jìn)行低秩表示，去除噪聲波段的影響，采用層次聚類的

4、思想，根據(jù)低秩表示系數(shù)對(duì)波段進(jìn)行聚類，從每個(gè)聚類中選擇出代表性的波段，作為最終選擇的波段。本方法是一個(gè)自適應(yīng)選擇波段的過(guò)程，不需要人為地確定選擇波段的數(shù)目。
　　(3)提出了一種基于最佳匹配字典的高光譜圖像波段選擇方法。該方法的出發(fā)目的是選擇出的波段子集最能代表原始的所有波段，以選擇的波段子集作為字典，對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行圖正則組稀疏表示，以稀疏表示的殘差作為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則函數(shù)，不斷對(duì)字典進(jìn)行更新，直到找到使得評(píng)價(jià)準(zhǔn)則函數(shù)最優(yōu)的字典，稱之為