基于標(biāo)記樣本擴(kuò)展的高光譜波段選擇技術(shù).pdf

1、近年來(lái)，高光譜遙感技術(shù)發(fā)展迅速，在社會(huì)與生活領(lǐng)域中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。運(yùn)用高光譜圖像中豐富的光譜信息可以進(jìn)行精確的目標(biāo)識(shí)別，但其高維的數(shù)據(jù)形式、信息的高度冗余也給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。因此，如何在最大程度保留高光譜數(shù)據(jù)豐富信息的基礎(chǔ)上降低數(shù)據(jù)維度是高光譜圖像處理的重要技術(shù)問(wèn)題之一。
　　波段選擇是高光譜圖像處理中一種常用的降維方式。波段選擇是指在原始波段中挑選出符合要求的最優(yōu)波段組合，它與特征提取方法相比，較好的保留了

2、原始波段的物理含義以及地物的光譜特性。根據(jù)標(biāo)記樣本參與的數(shù)量，波段選擇可分為無(wú)監(jiān)督波段懸著、半監(jiān)督波段選擇與有監(jiān)督波段選擇。雖然有監(jiān)督波段選擇利用標(biāo)記信息可以提高波段選擇的性能，但由于標(biāo)記樣本的缺乏及難以獲取，有監(jiān)督波段選擇的應(yīng)用范圍一直受限。
　　針對(duì)有監(jiān)督波段選擇方法受限于標(biāo)記樣本的問(wèn)題，本文在分析總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)如何擴(kuò)大有監(jiān)督波段選擇方法應(yīng)用范圍做了深入的研究，主要研究?jī)?nèi)容有：
　?。?）基于像素聚類的波段

3、選擇方法。該算法首先對(duì)圖像分塊并提取代表性像素點(diǎn)，隨后對(duì)代表性像素點(diǎn)進(jìn)行聚類并使用支撐向量機(jī)分類器優(yōu)化聚類結(jié)果，最終將聚類的類標(biāo)當(dāng)作偽標(biāo)簽，形成偽標(biāo)記樣本，然后采用有監(jiān)督波段選擇方法進(jìn)行波段選。該算法將未標(biāo)記樣本轉(zhuǎn)換為偽標(biāo)記樣本，實(shí)現(xiàn)了在無(wú)監(jiān)督領(lǐng)域中使用有監(jiān)督波段選擇方法，擴(kuò)展了有監(jiān)督波段選擇的應(yīng)用范圍。
　?。?）基于小樣本擴(kuò)展的波段選擇方法。該算法針對(duì)標(biāo)記樣本稀缺的問(wèn)題，通過(guò)增加標(biāo)記樣本來(lái)提高波段選擇效果。該算法通過(guò)兩種方式來(lái)

4、增加標(biāo)記樣本，其一是根據(jù)高光譜圖像中空間相鄰的點(diǎn)很有可能是同一類地物的特性，將已知標(biāo)記樣本點(diǎn)的鄰域點(diǎn)加入到標(biāo)記樣本集中；其二是通過(guò)線性合成的方法，在同類已知標(biāo)記樣本集中線性合成一些新的樣本。通過(guò)加入新的標(biāo)記樣本，擴(kuò)大標(biāo)記樣本集，達(dá)到更好的波段選擇效果。
　　本文所提出的兩種算法都具有擴(kuò)展標(biāo)記樣本集的作用，使用擴(kuò)展后的標(biāo)記樣本集參與有監(jiān)督波段選擇，以此來(lái)擴(kuò)展有監(jiān)督波段選擇方法的應(yīng)用范圍與性能效果。本文中對(duì)所提兩種算法設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)，