纹理信息在遥感影像分类中的应用

从不同森林类型的纹理差异入手,首先利用离散小波变换提取出图像的纹理特征,然后利用面向对象分类方法将纹理信息与原有的光谱信息结合进行分类。对小波变换提取纹理信息的分解层数、滑动窗口及纹理测度等问题进行系统的分析,并找出了有效反映植被纹理差异性的6个纹理特征因子。该方法可用于解决林业遥感中的诸如林种、树种的分类等问题。最后得到的总体分类精度达到92.7 %,与传统的基于像素的分类方法相比效果有所提高。 关键词：森林类型分类;高分辨率影像;纹理;小波变换     

应用灰度共生矩阵的纹理特征描述的研究

研究一种基于灰度共生矩阵常规量度的纹理特征描述方法。在遥感图像上截取纹理均匀的小图像,进行各种变换,并应用Matlab软件求得其灰度共生矩阵与各个量度值。将已有灰度共生矩阵量度进行线性组合,针对不同样本借助测量平差的方法得出一个新的目标参量的线性表达式模型。选择能够识别样本纹理特征的线性组合形式计算其值。提取所需的纹理特征并用Matlab软件对图像进行计算验证结果。将此方法运用于遥感图像后,可区分出不同的纹理特征。     

基于光谱与纹理信息的Worldview-2影像地物分类

高分辨率遥感影像分类是遥感影像处理领域中的一个重要的研究方向.选取Worldview-2影像,分别以光谱信息和光谱结合纹理信息为分类数据,采用最大似然法(MLC)和支持向量机法(SVM)进行监督分类,用混淆矩阵对分类结果进行评价.结果表明,9×9为最佳纹理窗口;SVM法分类精度明显优于MLC法;基于光谱结合纹理信息的分类精度明显优于单纯基于光谱信息的分类结果.辅以影像纹理特征,采用SVM法可以较为有效提取Worldview-2地物信息.     

基于光谱与纹理信息的Worldview-2影像地物分类

高分辨率遥感影像分类是遥感影像处理领域中的一个重要的研究方向.选取Worldview-2影像,分别以光谱信息和光谱结合纹理信息为分类数据,采用最大似然法(MLC)和支持向量机法(SVM)进行监督分类,用混淆矩阵对分类结果进行评价.结果表明,9×9为最佳纹理窗口;SVM法分类精度明显优于MLC法;基于光谱结合纹理信息的分类精度明显优于单纯基于光谱信息的分类结果.辅以影像纹理特征,采用SVM法可以较为有效提取Worldview-2地物信息.     

基于DCNN的高分辨率遥感影像场景分类

针对传统场景分类方法不能准确地表达高分辨率遥感影像丰富的语义信息问题,提出了一种基于卷积神经网络的高分辨率影像场景分类方法.此方法大致分为3步:第1步,依据不同卷积窗口做卷积运算提取颜色,纹理和形状等低阶特征;第2步,利用池化层将这些低阶特征进行过滤,得到重要特征;第3步,重组提取出来的特征以形成高阶语义特征进行场景分类.在具体实验中利用三个不同尺寸的卷积核对数据集进行分类探究,并且使用了数据增广、正则化和Dropout等手段,提升模型对新样本的适应能力,很好地解决了过拟合问题.该方法在所进行的实验中表现良好,在WHU-RS19数据集上取得了88.47%的准确率,和传统的场景分类方法相比,显著提升了分类精度.     

基于D-S证据理论的纹理图像分类方法

在阐述Dempster-Shafer证据理论的基础上,给出了基于Dempster-Shafer证据理论的多源信息融合的方法,并将Dempster-Shafer证据理论的信息融合技术应用于遥感图像纹理的分类.图像灰度均值特征和图像灰度共生矩阵的熵特征作为纹理图像的不同特征被提取,并构成该理论中的证据,利用一定的决策规则,选择融合证据作用下最大的假设.实验结果表明,基于Dempster-Shafer证据理论的多特征融合分类识别图像纹理的新方法是切实有效的和可行的,分类结果要优于仅仅利用单个特征进行分类的结果,能极大地提高图像纹理的识别分类能力.     

一种基于光谱与纹理特征的多光谱遥感图像地物分类方法

基于光谱特征对高分辨率多光谱遥感图像进行地物分类易形成噪声,提出一种光谱特征与纹理特征相结合的地物分类方法。首先基于光谱特征与纹理特征利用四叉树技术,对图像进行分块处理,以图像块的方式提取地物的光谱特征和纹理特征,然后采用支持向量机(support vector machine,SVM)对图像块进行地物分类,并通过区域增长方法对边缘区域进行处理,使得分类区域边界清晰。对Quickbird多光谱遥感图像进行实验,实验结果表明,该方法地物分类结果精度较高、区域一致性强、噪声少。     

基于泛化空间正则自动编码器的遥感图像识别

为了解决遥感图像中的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像的样本稀缺问题,该文提出了针对这一小样本问题的泛化空间和泛化样本理论,将机器学习的分类问题转化为泛化空间中的样本密度估计问题。首先,通过研究泛化空间方法,针对有限样本的识别分类问题建立了样本密度估计模型,并从理论上验证了泛化空间方法的可行性;其次,在正则化自动编码器模型中,加入了泛化规则作为新的正则化因子对图像重构误差进行约束,针对有限样本问题建立泛化正则自动编码器(generalized autoencoders,GAE),并提出利用该算法进行图像识别的模型;最后,将该模型应用于遥感图像小样本目标识别问题中。实验结果表明:GAE在SAR图像中具有最优的小样本学习能力,在样本数量有限的情况下,该方法表现出最小的重构误差和测试错误率。在小样本输入情况下,GAE模型实现了对MSTAR图像以及船舶SAR图像的识别分类,进一步证明了该算法相比于同类算法在SAR图像小样本识别问题中更具有优势。     

融合纹理特征与形状特征的病灶CT图像识别

医学图像病变区域信息复杂,使用单一纹理特征分类效果不佳,提出了一种融合纹理与形状特征的病灶图像识别方法。首先,在常用的纹理特征基础上,融入Hough变换和不变矩两个形状特征,以考虑旋转、平移等畸变带来的图像失真影响;然后,对这些非线性分布融合信息线性化处理,通过支持向量机SVM对其进行分类,得到病灶图像与正常图像的识别结果;最后,采用某医院提供的50幅CT脑图像进行纹理特征和形状特征提取,进而进行SVM分类和识别。实验结果表明,所提出的融合两类特征信息对医学图像识别方法可行,病灶图像识别准确率有所提高。     

基于多通道自注意力网络的遥感图像场景分类

高分辨率遥感图像场景分类广泛应用于土地监测、环境保护及城市规划等诸多领域.现有场景分类方法不能很好地结合局部纹理信息和全局语义信息,同时各通道特征之间的关系没有得到有效挖掘.因此,本文提出了一种基于多通道自注意力网络的遥感图像场景分类模型.通过卷积网络提取遥感图像的多尺度特征;随后采用特征融合单元建立多尺度特征间的局部-全局关系,基于多头自注意力机制的Inter-Channel Transformer在通道维度对融合后的特征建模,并推导特征在通道间的关系,进一步扩大全局感受野,以捕捉其语义结构信息,有效提高了网络的分类精度.在数据集AISC和SIRI-WHU上,本文所提算法的整体分类准确率(OA)分别为95.70%和94.00%,超过了当前最新的研究算法,证明了所提模型在高分辨率遥感图像场景分类任务中的有效性.     

一种改进的多光谱遥感图像超像素分割算法

针对简单线性迭代聚类算法在多光谱遥感图像超像素分割中存在的未充分利用图像特征信息及超像素尺寸、 数量固定导致分割精度较低的问题, 提出将流形 简单线性迭代聚类算法引入到遥感图像超像素分割任务中, 并对其进行改进. 首先, 给出一种基于彩色局部二进制模式改进的多光谱遥感图像纹理特征提取方法; 其次, 扩展流形 简单线性迭代聚类算法的光谱空间, 使算法可以适应高维图像数据; 最后, 改进流形 简单线性迭代聚类算法的聚类距离度量, 融合图像的多段光谱特征、 空间特征及纹理特征对像素进行迭代聚类, 实现内容敏感超像素分割. 实验结果表明, 与现有方法相比, 该算法对多光谱遥感图像的超像素分割结果更准确, 在边缘召回率、 欠分割误差、 可达细分精度指标上均有提升, 能改善多光谱遥感图像分割预处理方法中精度较低的问题.     

基于多特征融合的反向传播神经网络高分影像分类与变化检测

为了降低基于高分影像的土地利用分类后的错分和漏分的可能性,提高分类以及变化检测精度,本文以广西桂林市临桂区为研究区,采用WorldView-2号以及高景一号高分影像,基于多层前馈(back propagation, BP)神经网络方法融合遥感影像的纹理、光谱、植被指数以及水体指数特征,制定出4种特征数据集融合方案,实现对植被覆盖率较大地区的地物识别与分类;然后选取最优分类结果,进行桂林市临桂区2017与2020年土地利用变化检测。不同方案的对比结果表明,融合纹理、光谱、植被指数以及水体指数特征的第四种方案可以得到较为有效的分类以及变化检测结果,分类的总体精度为92.92%,Kappa系数为0.9028,保持了较高正确率。     

基于加权小波分析的遥感图像融合算法

提出一种基于加权小波分析的遥感图像融合算法. 首先在光照色度饱和度空间上提取多光谱图像的光照强度分量, 对光照强度分量进行主成分分析获得修正的光照强度, 再将修正的光照强度与小波分析高频区域进行加权融合, 最后进行小波分析与光照色度饱和度空间逆变换获得遥感图像的最终融合结果. 该方法有效解决了在低频空间分辨率与高频空间分辨率的图像融合过程中, 小波分析方法丢弃低频分量易产生分块模糊现象, 且主成分分析方法易产生光谱图像信息域失真的问题. 在不同场景遥感图像的融合上进行仿真实验, 结果表明, 该算法在一定程度上解决了图像融合后边缘模糊、 融合结果中出现模糊块状阴影等问题, 并在清晰度、 纹理细节和真实性上获得了较大提升, 且能针对不同的融合需求调整合适的加权系数, 使遥感图像的融合达到最佳效果. 在光照色度饱和度空间, 加权小波分析进一步提升了遥感图像融合的效果, 不仅充分表达了各种遥感图像的细节, 而且能较好地保留原始光谱信息.     

高光谱遥感图像特征提取及分类研究——基于离散余弦变换(DCT)及支撑向量机技术

高光谱遥感图像具有波谱连续，维数高的特点．当样本较少时，在原始特征空间采用传统的统计识别方法分类达不到理想的效果．经研究发现有两种方法可以解决小样本高维的非线性分类问题．一是将原始空间通过离散余弦变换（DCT）压缩到低维空间，再用统计识别方法分类；二是利用支撑向量机的内积函数，将原始空间映射到高维空间，使其在新的特征空间线性分类．实验表明，这两种方法比利用马氏距离判别法直接对原始图像分类有更好的分类效果．     

基于独立分量分析的遥感影像分类方法

多光谱遥感影像反映了不同地物的光谱特征,其分类是遥感应用的基础。独立分量分析对未知的源信号的混合信号进行估计,可以获得相互独立的源信号的近似。独立分量分析利用了信号的高阶统计信息,对于多光谱遥感影像而言,其去除了波段影像之间的相关性,获得的波段影像是相互独立的。最后通过TM遥感影像数据的分类试验,验证了基于独立分量分析的线性光谱混合分析模型应用于多光谱遥感影像非监督分类的有效性。     

基于模糊分析的多光谱遥感图像的纹理特征

模糊分析的方法是用均一表面不确定性对原始图像进行模糊纹理滤波,在滤波图像上计算空间均一不确定性,对不确定性进行模糊纹理光谱分析,其光谱曲线直观地反映了多光谱遥感图像的纹理特征;通过采用不同的洲量窗口,在不同的类别提取纹理样品进行实验.研究结果表明:多光谱遥感图像在小区域纹理特征不稳定,不同波段的纹理特征不同,不同类别的最小测量区域不同;模糊纹理分析的方法可用于图像分割.     

基于改进自适应阈值局部三值模式的遥感图像分类

遥感图像背景复杂,存在光照变化和噪声干扰,导致图像分类准确率不高。针对该问题,在计算邻域像素离散度的基础上,通过对其施加不同权重以细化阈值范围,提出一种改进的自适应阈值局部三值模式(ATLTP)纹理特征提取算法,以提高遥感图像分类精度。首先,对原始遥感图像进行灰度拉伸预处理以增强图像对比度;然后,采用改进自适应阈值局部三值模式提取遥感图像的纹理特征;最后,利用支持向量机对遥感图像进行分类。在标准遥感图像数据集中稀疏建筑物和密集建筑物分类的实验结果表明:采用改进后的局部三值模式纹理特征对遥感图像进行分类的性能要优于传统的局部三值模式,验证了改进算法的有效性。     

高光谱Hyperion与高分辨率WorldView-2卫星数据协同下的岩性分类

在目前的技术条件下,一种遥感数据源很难同时具有高空间分辨率和高光谱分辨率特征,因此如何协同使用不同来源的遥感数据进行矿物岩石识别就成了遥感地质领域的重要研究内容之一.本文结合高空间分辨率WorldView-2数据和高光谱分辨率Hyperion数据,以新疆鸟恰县矿物岩石识别与地层划分为例探讨多源遥感数据协同的岩性分类.通过对比2种数据源的空间和光谱探测能力,找到其协同基础.借鉴传统的同源数据融合方法,把WorldView-2多光谱数据降采样到不同空间尺度,并进行主成分变换,采用第一主成分与Hyperion融合产生协同数据.基于SAM光谱角分类法,分别采用WorldView-2多光谱原始数据、Hyperion原始数据和各协同数据对研究区的岩性进行自动分类.结果表明,各协同数据岩性分类精度较高,Hyperion次之,WorldView-2数据岩性分类精度最低.     

基于支持向量机的遥感图像分类研究

支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种基于统计学习理论的新型机器学习算法.通过解算最优化问题,在高维特征空间中寻找最优分类超平面,从而解决复杂数据的分类及回归问题.将支持向量机理论应用到遥感图像分类的研究还处在初级阶段,传统分类算法应用于遥感图像分类存在运算速度慢、精度比较低和难以收敛等问题.从支持向量机基本理论出发,建立了一个基于支持向量机的遥感图像分类器.用遥感图像数据进行实验,并将结果与其它方法的结果进行了比较分析.实验结果表明,利用SVM进行遥感图像分类的精度明显优于神经网络算法和最大似然算法分类精度.     

用于高光谱遥感图像分类的空间约束高斯过程方法

高光谱遥感图像分类是遥感图像处理的一项重要内容.高光谱遥感图像具有非线性属性.图像中不同方位光谱特征的变化将使得仅从标记训练样本得到的分类器分类精度不会太高.为了提高分类的精度,一方面应对光谱信息的合理利用;另一方面,对空间信息的利用也非常重要.高斯过程(Gaussion process,GP)是一种贝叶斯统计学习方法,能够建立概率模型,并且使得分类结果更易于解释.传统GP分类方法中核函数的构造仅利用光谱信息.本文提出了一种加入空间关系的新分类方法.利用遥感图像空间相关性,在GP分类方法中通过构造新的核函数(spatial Gauss kernel,SGK)来实现空间约束,部分消除了同物异谱和同谱异物造成的分类错误.实验结果表明,该方法对于提高高光谱遥感图像的分类精度具有积极意义.