多窗口融合判别子空间的高光谱图像异常检测

由于高光谱图像异常检测受到不规则背景和噪声的干扰,直接应用传统的RX异常检测算法会造成很高的虚警和很大的运算量.针对这一问题,提出了一种基于判别子空间的结合多窗口融合的RX算法.首先在无先验信息的前提下采用聚类的方式得到样本类别,并对占优聚类样本进行判别特征提取;然后利用正交子空间投影使背景和目标信息达到最大程度的分离以实现对背景的抑制,从而在抑制背景的基础上利用局部多窗口融合的RX算法进行异常检测;最后将AUC值作为评价检测方法性能的指标. NUANCE和HYDICE高光谱数据异常目标检测实验的AUC值统计结果表明:多窗口融合算法在检测性能方面优于经典的全局和局部RX算法,它对背景和噪声有更强的抑制作用,且检测到的异常目标精确,可见该算法是有效而可行的.     

基于低概率检测的高光谱异常目标检测算法研究

在深入分析高光谱数据特点的基础上,系统研究了基于低概率检测的高光谱图像异常检测方法。首先针对高光谱图像数据维数高的特点研究高光谱图像降维方法,重点研究自适应子空间分解(ASD)算法对高光谱图像进行降维;然后研究高光谱图像异常目标检测算法,异常检测算法能够在没有先验光谱信息的情况下检测到与周围环境存在光谱差异的目标,具有较强的实用性,成为一个重要的研究热点,重点研究低概率检测(LPD)算法,并用此算法对高光谱图像进行异常检测。此外,还研究了其它算法如RX算法,并与LPD算法进行比较,在此基础上对LPD算法进行改进,寻求以较高的鲁棒性进行高光谱异常目标检测,最终用基于特征融合的低概率检测算法对LPD算法进行改进。     

基于局部加权低秩先验的高光谱稀疏解混方法

为了充分挖掘丰度系数的内在本质属性，提升高光谱图像稀疏解混精度，提出一种基于局部加权低秩先验的稀疏解混方法.该低秩先验主要基于这一事实：高光谱图像中的局部立方体块具有较高的相空间关性和光谱相关性.加权的低秩先验能够挖掘局部块内在的低维结构特征，有效地抑制噪声，保持数据的细节结构.该先验联合全变差正则项、协同稀疏正则项，能够更好地刻画丰度系数的细节结构、局部平滑性以及行稀疏性.利用模拟数据和真实高光谱数据进行的实验表明，所提方法与现有方法相比能够更好地保持数据的细节信息，提升解混精度.     

具有距离保持特性的高光谱彩色可视化模型

提出一种将高维的高光谱图像非线性优化到三维彩色空间的可视化方法. 以距离保持特性作为主要设计标准,同时保证生成的图像具有尽可能大的类间可分性,使生成图像的各像元间的距离差与高光谱数据各光谱间距离差高度相关. 该方法由以下四部分组成：1)将高光谱图像中各端元光谱降维到二维空间作为色品坐标;2)由第3维亮度值的优化使相关性达到最优,进而确定各端元的颜色标签;3)根据像素所含各类别的丰度值进行颜色的线性混合;4)利用局部优化方法对彩色图像进行优化校正,最终实现整幅图像的彩色可视化. 实验表明,该方法合理可行,生成的图像具有较好的视觉效果,并能获得较好的距离保持特性及可分性,适用于高光谱数据的可视化显示.     

高光谱实时异常目标检测研究

高光谱异常检测不需要任何先验信息,在国防军事和民用等方面具有重要的理论研究价值和应用前景。由于检测运动目标以及缓解机载或星载存储压力的需求,实时处理在高光谱异常检测领域中得到了广泛的关注。本文论述了高光谱异常检测及其实时处理的发展历程,简单阐明了实时处理系统的架构,重点介绍了实时处理应用在高光谱异常检测的思想和方法,分析了该领域目前存在的问题以及未来的研究途径。     

基于自适应核方法的正交子空间投影异常检测算法

在高光谱图像的异常目标检测核方法中,高斯径向基核函数的宽度决定因子(即核参数)选择恰当与否是决定算法性能的重要因素。针对这一问题,提出了一种基于自适应核方法的正交子空间投影高光谱图像异常检测算法,有效的解决了统一的全局检测参数在复杂多变背景环境下检测性能下降的问题。这不仅提高了算法的通用性,也降低了检测的计算量。用AVIRIS高光谱数据进行了仿真实验,取得了较好的检测效果。将该算法与其他算法进行比较,结果表明,所提出算法的检测性能明显地优于传统算法,降低了虚警概率。     

高光谱遥感图像最优波段选择方法的研究进展与分析

随着成像光谱仪的发展日益成熟,高光谱遥感图像的研究已进入到一个新的阶段--对获取的高光谱数据进行有效处理和利用的阶段。目前的处理方法主要集中在对高光谱图像的数值分析处理上,比如大气校正、降低数据维数、信息提取、分类与目标探测等方面。高光谱图像相邻的波段之间一般具有较大的相关性,并不是所有的波段对于后续处理都有着同等的重要性,通过选择最优波段而组成新的高光谱图像空间,在不损失重要信息的条件下可以代表其他波段的信息。因而需要在更合理的数学模型的指导下,按照一定的准则,来决定最佳波段的选择问题。对目前国内外高光谱图像的各种波段选择方法进行了综合归纳和分析,力图为高光谱图像处理寻找突破点,加强此领域的研究力度。     

基于分数群稀疏混合范式和空间正则化的高光谱解混

高光谱稀疏解混合方法旨在寻找光谱库的最佳子集以对场景中的混合像元进行建模。大多数稀疏解混合方法使用美国地质调查局光谱库，易造成与所研究的高光谱数据失配。利用顶点分量分析和概率输出支持向量机，设计了一种结合空间和光谱信息的基于图像的端元光谱库提取方法。由于提取的端元光谱库具有群结构，即多个端元光谱代表一类材料，因此估计的丰度也具有群体结构。提出了基于分数群稀疏混合范式和空间正则化的解混算法，用来解决丰度估计优化问题。分数混合范式诱导丰度群内和群间稀疏性，全变分(Total variation, TV)空间正则化诱导丰度群空间平滑。在模拟数据集和真实数据集上的实验结果表明，与传统稀疏解混合方法相比，该方法可以显著提高解混性能。     

基于高光谱成像的水果损伤分析研究

高光谱成像技术包含图像信息和光谱信息。本文利用高光谱成像技术检测苹果摔伤,主要采用主成分分析、波段比算法和支持向量机分析所采集的高光谱图像数据。实验结果表明,波段比算法和主成分分析法分类识别正确率为93.3%,与支持向量机相比更适用于苹果摔伤的实时快速检测。     

一种新型基于插值的高光谱图像亚像元定位算法

在高光谱图像亚像元定位领域中,基于插值的亚像元定位算法具有无参数、无迭代、快速运算等优点,得到了广泛的应用。传统的基于插值的亚像元定位算法由于原始高光谱图像分辨率低和现有的光谱解混技术的局限性,使得丰度图像不能充分携带原始高光谱图像的先验信息。针对这一问题,提出了一种新型基于插值的高光谱图像亚像元定位算法。将插值算法直接应用于原始低分辨率高光谱图像,得到高分辨率图像。将高分辨率图像通过光谱解混得到具有丰富原始图像先验信息的丰度图像,利用丰度图像提供的信息将类别标签分配到每个亚像元中,获得亚像元定位结果。仿真实验证明,该方法可以充分地携带原始图像的先验信息,获得比传统的基于插值的亚像元定位算法精度更高的结果。     

用随机决策树群算法进行高光谱遥感影像分类

摘要： 高光谱影像具有丰富的光谱信息,与全色、多光谱影像相比能更好地进行地面目标的分类识别. 该文对决策树分类算法的优劣进行分析,引入随机决策树群算法,对青海省祁连县Hyperion高光谱影像和IRS-P6影像数据进行实验,使用子空间划分和光谱距离进行降维后,分别采用支持向量机、神经网络、最大似然法进行分类,并与随机决策树群算法分类结果进行比较. 结果表明,该算法表现最优且无需降维预处理,可广泛应用于高光谱遥感领域.     

贝叶斯方法和非参数模型支持下的遥感影像线性光谱分解

针对遥感影像混合像元分解中的地物光谱不确定性问题,提出利用非参数模型来刻画地物光谱的概率分布,并基于贝叶斯方法得到地物面积比例的后验概率分布,最后利用无偏估计和最大似然估计来估算地物面积比例. 通过Landsat遥感影像不透水层制图的实验表明,所提方法的分解精度高于传统的线性光谱分解算法和硬分类方法,证明了贝叶斯方法能够较好地解决地物光谱不确定的问题.     

MIMO系统中优化比特功率分配方法的频谱效率分析

在假设只有接收端知道信道状态信息(CSI)的情况下,为了满足固定的目标链路质量,提出了一种在多输入多输出(MIMO)系统中应用的基于V-BLAST检测算法的简单优化比特功率分配方法.由于不同的检测顺序会导致不同的等效信道增益,因此分别采用了前向排序法,反向排序法和最优排序法这3种方法进行仿真研究.当设定目标误符号率(SER)为10^-5,并采用M维的QAM调制方式时,对该方法采用3种排序法进行仿真的结果表明:在发射功率限制较低时,基于反向排序法的频谱效率性能优于前向排序法,但是不如基于特征值分解(SVD)的方法;当发射功率限制高到一定程度时,结论恰好相反.     

小波系数插值支持下的遥感影像混合像元分解

针对遥感混合像元分解中不能有效利用空间邻域信息的问题,提出一种基于超分辨率重建的分解方法. 通过小波系数双线性插值获得遥感影像的超分辨率影像,对超分辨率影像进行监督分类生成超分辨率分类图,最后通过窗口统计得到原始分辨率下各地物的丰度图. 广州城区的模拟TM遥感影像试验表明,该方法的分解精度
在3种方法中最优,能够较充分利用空间邻域信息,提高混合像元分解精度,为混合像元分解提供了新的途径.     

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法. 首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM 软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率. 仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 dB 性能损失代价下降低系统的译码难度.     

多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法

为了提高视频异常检测的准确率,提出了一种基于多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法。首先利用目标检测提取时空立方体,并将其输入自编码器中得到预测帧;其次将预测帧的表观特征和对应真实帧的光流特征进行融合,形成融合特征;最后利用多层记忆增强生成对抗网络二次预测未来帧,以便学习不同层次特征的正常模式并捕获上下文的语义信息。在UCSD Ped2和CUHK Avenue数据集上进行的实验结果表明：所提出的方法与其他视频异常检测方法相比,可有效提高视频异常检测的性能,使帧级别AUC分别达到99.57%和91.59%。     

无线传感器网络目标探测定位跟踪问题研究

为在低耗能下完成更为精确的目标全程跟踪,提出了基于动态子网思想的目标探测定位和跟踪算法,并按照目标跟踪流程分别从簇头选择、目标探测、目标定位和目标跟踪4个阶段设计.仿真结果表明,相比于全网激活和固定子网策略,本算法在定位误差、预计误差和整体能耗三项指标中均处于最佳地位,有着极强的性能优势.