基于改进标签传播算法的高光谱图像半监督分类

针对标签传播算法缺乏对新生成样本的评价进而影响分类精度的问题,本文提出一种利用阈值的标签传播算法来提高高光谱图像的分类精度。首先,用基于图像融合和递归滤波的特征提取方法对原始高光谱图像进行处理。然后,给出一个阈值并对标签传播算法新生成样本进行评价,保留一些可信度较高的样本。最后,保留的新样本和已标记样本之和作为训练样本,对图像进行分类。实验表明,基于改进标签传播算法优于其他的高光谱图像分类算法。     

基于烟花算法降维的高光谱图像分类

为降低高光谱数据量及计算复杂度,避免后续分类中的Hughes现象,提出一种基于烟花算法降维的高光谱图像分类方法.烟花算法采用类内紧密性系数与类间分离性系数的加权和作为波段选择的度量准则,通过在高光谱数据空间内进行搜索,不断更新直至收敛,从而获得最优波段组合.基于印第安纳数据集(AVIRIS)和帕维亚大学数据集(ROSIS)数据对烟花算法、遗传算法和禁忌搜索算法进行波段选择的仿真实验,结果表明:烟花算法选择出的波段组合数目相对较少,具有较低的算法复杂度,减少了耗时;利用获得的波段组合进行高光谱图像分类时,与遗传算法、禁忌搜索算法的波段选择方法相比,文中所提方法在总体分类精度和Kappa系数上分别提高0.06%~4.72%和0.00~0.09,可以得到令人满意的分类结果.     

联合空谱信息的高光谱影像半监督ELM分类

针对高光谱影像处理应用中,标记样本往往数量较小且质量不均而未标记样本大量存在的问题,结合半监督学习方法,提出一种面向高光谱影像分类的半监督极限学习机分类算法.首先根据图理论,联合高光谱影像空间光谱信息,对标记和未标记样本共同构建无向加权图;然后,考虑平滑性约束和结构最小化原则,构造分类目标函数;最后,利用核方法求解最优参数,进而实现高光谱影像的半监督分类.采用该方法进行分类对比实验,结果表明:该方法能够有效利用未标记样本信息,提高小样本下的高光谱影像分类精度.     

高光谱遥感波段选择的非线性投影寻踪方法

针对高光谱遥感波段选择问题，提出了一种非线性投影寻踪指标，构造了投影寻踪迭代算法．对植被高光谱遥感图像的实验分析表明，该方法所选出的三个特征波段基本上相当于三个主成分方向所包含的信息量，特别是提高了易混类别的分类精度．     

基于上下文多字典学习的高光谱波段选择

高光谱图像存在大量冗余信息,波段选择是一种有效的减少冗余、降低光谱维数的方法.提出一种基于上下文多字典学习的高光谱图像波段选择算法.该算法使每个波段的图像都可以通过其他波段图像的线性组合来近似表示,而且能够保证相邻波段图像具有相似的性质.同时通过稀疏求解方法求出每个波段对应整个原始图像的权重,便可按照权重来选择波段.实...     

加权空-谱自适应近邻聚类的高光谱图像分类

高光谱图像聚类算法可以对海量的高光谱图像数据进行信息提取,完成地物类别的初步分类。自适应近邻聚类(clustering with adaptive neighbors,CAN)作为一种新型的聚类算法,利用样本间的局部连通性实现聚类,聚类效果较好,但是该算法的性能受样本间相关性的影响较大。基于此,文章提出了一种新的融合高光谱图像的空间信息和光谱信息的分类方法,即加权空-谱自适应近邻聚类(weighted spatial and spectral clustering with adaptive neighbors,WSS-CAN)法,该方法通过引入样本点的近邻窗口尺度和光谱因子2个参数对高光谱图像进行重构,增强了样本间的相关性,对重构后的图像进行CAN聚类,有效提高了分类精度。在Indian Pines和Salinas-A数据库上的实验结果表明,由WSS-CAN得到的总体精度分别为56.33%、77.90%,分别比其他聚类算法提升了11.52%~18.47%、10.1%~14.79%,聚类效果较好。     

结合局部全局一致性和支持向量机的半监督分类方法

半监督分类方法通过提取无标签样本的信息,结合有限的有标签样本,克服了高光谱图像准确地物标签样本不足的问题,有效提高了图像的分类精度.局部全局一致性算法是一种基于图的标签传递半监督分类方法,具有性能良好,易于求解以及能够有效反映所有样本间关系的优点,但是其分类结果极不稳定,不利于实际应用.支持向量机是高光谱图像的分类领域...     

改进的主动学习算法及在高光谱分类中的应用

针对主动学习算法能主动从大量未标记样本中选择最能提高分类器性能的样本加入训练集,可从小的非最优训练集建立高性能的分类器这一特点,以及传统主动学习算法熵值装袋查询的多值偏置问题,提出了改进的均值熵值装袋查询算法,引入权值函数保证了取样的多样性.通过对高光谱遥感图像分类的实验表明:主动学习只需大约20%的样本即可达到使用全部数据集作为训练集的分类效果,而且均值熵值装袋查询方法具有较高的分类精度,同时拥有较快的收敛速度.     

基于空谱融合与协同表示的高光谱图像分类算法

高光谱图像光谱带间相似度高且存在大量高维非线性样本,传统的基于表示的分类方法无法对同一波段下的不同样本做出有效区分且会造成维数灾难,最终影响分类性能.提出一种空谱融合与协同表示的高光谱分类算法.通过交替学习空间和光谱特征构建具有判别性的特征字典,并用于空间感知协同表示.在分类过程中,计算特征字典与测试样本之间的相关系数...     

一种基于图像熵的密度峰值聚类波段选择方法

基于将图像熵引入到密度峰值聚类算法中以确定波段信息量,提出一种基于图像熵的密度峰值聚类波段选择方法.通过构建衡量波段重要性得分,解决了传统密度峰值聚类方法在波段选择时未考虑波段信息量的问题.实验结果表明,该方法的分类精度较传统密度峰值聚类方法平均提高2.12%.     

随机森林在高光谱遥感数据中降维与分类的应用

高光谱数据的特征数目庞大,而且波段之间存在冗余信息,对高光谱数据进行分类的成本较高,因此需要提取合适的特征达到提高效率的目的.随机森林作为一种热门算法,广泛应用于各种分类、特征选择等问题中,均取得了良好的效果.本文选择北京小汤山农业试验区的OMIS高光谱影像作为研究数据,利用随机森林算法计算每个特征的重要性指标并对其排序,针对面向精度和效率的特征选择策略,使用RF-RFE波段选择方法去除价值低的特征分别得到最佳波段组合,实现高光谱数据降维,进行随机森林、支持向量机分类.实验结果表明随机森林分类精度为72.82%,SVM分类精度为65.21%,随机森林分类器优于SVM,是一种较好的高光谱数据分类器.     

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.     

基于随机森林算法的航空高光谱数据分类方法研究

高光谱数据具有光谱范围广,光谱分辨率高等优势,可以用于不同地物的分类识别,为近年来遥感领域的研究热点。采用随机森林算法对机载高光谱数据进行了地物分类识别研究,首先选取不同种类的地物样本,并对每类样本打上类别标签,每个像素包含的波段数即为样本的特征数,送入随机森林分类器进行训练;然后将训练好的分类器对待分类的高光谱影像数据进行分类,待分类的数据初始化为统一的类别标签;并根据袋外数据自变量的扰动对分类精度的影响,计算不同波段特征对分类效果的重要性系数。实验采用C++语言结合Intel Open CV计算机视觉库,编写了高光谱影像分类识别程序,对机载AISA高光谱传感器获取的甘肃省张掖市农村与城市影像数据进行分类,结果表明本文算法具有较高分类精度和可靠性。     

采用ACGAN及多特征融合的 高光谱遥感图像分类

为解决标记样本缺乏、提升分类精度及增强模型容错性等问题,提出一种基于辅助分类器生成对抗网络(ACGAN)的分类方法.首先,将预训练的ACGAN模型作为光谱特征提取器,采用局部二值模式(LBP)算法提取图像的纹理特征;然后,融合光谱特征和纹理特征,由卷积神经网络(CNN)进行分类.在2个广泛使用的数据集上进行实验,结果表明:相较于其他方法,文中方法可显著提高分类精度.     

基于自编码的高光谱图像波段加权分类网络研究

高光谱图像(HSI)具有高维度的光谱波段信息,但也包含许多冗余光谱波段.在进行高光谱图像分类时,不同波段对分类任务的贡献存在差异性.为了高效利用光谱波段中的特征信息,提出一种新的编解码波段加权网络(EBW).该网络利用注意机制,根据不同波段对分类性能的贡献自适应地进行波段加权,从而提高输入数据中光谱信息的有效性.在EBW中,首先获取输入HSI的光谱波段信息,再利用自编码器提取的波段相关性和深度特征生成波段权重;然后对输入HSI的光谱波段进行加权;最后将加权后的图片输入到分类网络中得出预测结果.在PaviaU和Salinas数据集上的实验结果表明,与现有基于深度学习的加权方法相比,该方法具有更好的分类性能.     

基于视觉显著性波段选择的高光谱分类

波段选择是一种能够减少高光谱图像数据量的同时不改变其物理信息的处理方式,然而,大部分波段选择方法都以选择信息量最大的波段子集为思路,而信息量最大的波段子集却并不一定在后续的分类中有着最佳表现.为达到更好的高光谱分类效果,引入视觉显著性方法,定义基于显著图的波段评价指标,以充分利用各波段图像的空间信息,结合固有的光谱信息...     

基于TM数据的敦煌绿洲土壤盐碱化信息提取研究

干旱、半干旱地区的绿洲盐碱化威胁着生态环境.随着空间信息技术的发展,遥感已被广泛应用于土壤盐碱化监测与制图.当前基于遥感技术的盐碱化信息提取方法主要归为基于图像光谱的直接提取方法和基于辅助数据的间接提取方法两大类.间接提取方法精度相对较高,但在缺乏辅助信息时并不可行,此时提高基于图像光谱特征的直接提取精度就尤为重要.本研究提出了一种优化波段组合的盐碱地提取方法,并引入了热红外波段,提高了直接提取方法的精度.以敦煌绿洲为研究区域,基于Landsat TM遥感图像中盐碱地的光谱特征,采用最佳指数因子确定盐碱化信息提取的最佳波段,结合图像变换及数据融合等图像处理方法,利用最大似然分类器进行了图像分类,提取出了敦煌绿洲盐碱地的分布区域.将不同波段组合、不同图像处理方法的分类精度检验结果进行比较得知,陆地卫星TM3,5,6和7波段组合的总体分类精度和盐碱地提取精度最高,增加热红外波段可使总体分类精度提高9%,盐碱地提取用户精度改善最高可达18%.     

基于卷积神经网络的高光谱图像谱-空联合分类

随着深度学习的发展,卷积神经网络在各种视觉任务中都具有优越的性能;特别是在二维图像分类上,更是获得了很高的分类精度。针对于高光谱图像分类问题,设计了一种新的卷积运算;利用高光谱图像谱-空联合信息建立三维卷积神经网络对其进行分类;并针对高光谱图像样本不均匀性,在网络输出不同类别加入不同的权重加以训练。通过对两个公开高光谱图像数据集的测试,相对于传统方法,能够得到更高的分类精度,表明卷积神经网络对高光谱图像具有更强的特征表达能力。     

结合相似度的朴素贝叶斯半监督自训练方法

【目的】自训练方法易选出低置信度的无标记样本去训练分类器,在训练中也易误标记无标记样本导致错误累积,针对这些问题提出结合相似度选择高置信度样本的朴素贝叶斯自训练方法。【方法】选择朴素贝叶斯作为基分类器,在迭代中通过相似度计算方法计算样本相似度,选择同时满足相似度阈值和类别号判别一致的无标记样本加入训练集。【结果】在UCI数据集的对比实验中发现,提出的新方法的分类正确率高于其他对比算法。【结论】新方法能够利用少量有标记样本和不断添加的置信度高的无标记样本去训练分类器,提高分类精度,解决了自训练方法因有标记样本集初始分布不均导致准确率较低的问题。
     

结合相似度的朴素贝叶斯半监督自训练方法

【目的】自训练方法易选出低置信度的无标记样本去训练分类器,在训练中也易误标记无标记样本导致错误累积,针对这些问题提出结合相似度选择高置信度样本的朴素贝叶斯自训练方法。【方法】选择朴素贝叶斯作为基分类器,在迭代中通过相似度计算方法计算样本相似度,选择同时满足相似度阈值和类别号判别一致的无标记样本加入训练集。【结果】在UCI数据集的对比实验中发现,提出的新方法的分类正确率高于其他对比算法。【结论】新方法能够利用少量有标记样本和不断添加的置信度高的无标记样本去训练分类器,提高分类精度,解决了自训练方法因有标记样本集初始分布不均导致准确率较低的问题。