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.     

高光谱图像半监督局部稀疏嵌入降维算法

针对目前高光谱图像半监督降维算法中基于流形学习的开放性选择近邻参数问题,以及利用传统算法不能有效地获取标签数据的局部信息,提出了一种无需考虑近邻参数的半监督局部稀疏嵌入（SELSE）算法.该算法基于稀疏表示理论,通过求解范数优化问题构建稀疏系数图,并且利用有限的标签数据最大化类间信息,提取高光谱图像的特征.在AVIRIS高光谱遥感图像的Indian Pine数据集上进行仿真实验,结果表明所提出算法在分类精度和计算效率上都有所提高.     

基于光谱特征的玉米品种高光谱图像识别

为了对玉米种子进行无损识别分类,对玉米种子的高光谱图像的光谱信息进行分析,探索高光谱图像技术在玉米种子识别分类上的可行性。利用波长范围为400～1 000 nm的高光谱图像采集系统采集11类共528粒玉米样本的高光谱图像;在每个玉米样本上提取感兴趣区域并获取此区域的平均光谱信息,对光谱曲线进行分析,去除12个奇异样本;结合偏最小二乘判别分析法对所选玉米种子样本识别分类。实验结果表明,在所选玉米样本的识别中训练集样本的识别精度可以达到99.22%,测试集样本的识别精度也达到了94.66%。研究结果表明,不同种类的玉米种子的光谱信息具有一定的差异性,利用高光谱图像技术提取其光谱信息对玉米种子品种进行无损识别分类是可行的。     

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。     

基于3-D Gabor纹理特征和GBDT分类器的高光谱分类方法

为了有效提取高光谱图像的空间和光谱维特征,获得准确率和分类效率俱佳的方法,利用52个不同方向和频率的3-D Gabor滤波器提取图像的纹理特征,结合梯度优化决策树分类器(GBDT)完成高光谱图像分类.结果表明3-D Gabor+GBDT方法的分类准确率高于CNN算法、Gabor以及EMAP为纹理特征的方法,且高于CNN和以SVM为分类器的方法.虽然3-D Gabor+GBDT建模训练时间长,但是该方法在保持高准确率的前提下,分类效率依然较高,适合大规模高光谱图像的在线分类场景.     

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...     

基于线性谱聚类超像素分割和联合稀疏表示的高光谱图像分类算法

为了克服高光谱图像中存在的同类异谱和异类同谱现象对分类精度的影响,减少类间干扰,本研究提出基于线性谱聚类超像素分割和谱聚类的联合稀疏表示分类算法。首先,通过主成分分析对高光谱图像进行降维,利用线性谱聚类超像素分割算法对降维后的图像进行超像素分割,并将分割后的超像素块分成标签样本与训练样本。然后,利用谱聚类算法将训练样本分为两类,按规则选取其中一类作为测试样本,利用联合稀疏表示算法获取其表示残差,并将其作为所有训练样本的表示残差,同时计算测试样本与标签样本之间的相关系数。最后,用基于表示残差和相关系数的决策函数对像素进行分类。数值实验结果表明,新算法具有较高的分类精度和鲁棒性。     

高光谱遥感图像最大似然分类问题及解决方法

利用最大似然分类器对高光谱遥感图像分类时,由于波段数目多、波段间的相关度大,使协方差矩阵的行列式近似于奇异,因而导致了不合理的分类结果。本文调整了波段协方差矩阵对分类的影响。改进了最大似然分类判决函数,利用改进后的判决函数进行分类,试验证明这种方法是有效的。另外,根据图像特征和经验对图像进行波段选择,也是改善高光谱遥感分类效果的有效途径。     

基于地物波谱形态参数化的高光谱图像分类方法研究

利用语素向量的形态描述方法实现地物波谱形态的参数化,以不同地物具有不同波谱曲线为地物分类准则,在MATLAB设计中,实现一种带通配符的地物波谱曲线形态差异遥感图像分类程序,应用此程序对高光谱遥感图像所得的分类结果与其他分类方法所得的分类结果进行对比.结果说明,此方法可以将地物波谱的波形信息最大限度地保留并利用,进一步解决遥感影像分类中"光谱值"相似及现有的光谱匹配方法受类内差异变化影响大的问题,运用Kappa系数的精度评价证明此方法对高光谱遥感图像的分类优于SVM分类方法.     

一种基于BP网络和决策融合的高光谱遥感图像分类方法

BP神经网络在用于高光谱遥感图像分类时,其初始权值的选取对分类结果有很大影响.针对这种情况,提出了一种将BP神经网络与决策融合理论相结合的高光谱遥感图像分类方法,该方法将多个结构相同、初始权值不同的BP神经网络的分类结果进行融合,最后把融合结果作为原图像的最终分类结果,以实际的高光谱遥影像为例,说明该方法能够有效地提高遥感影像的分类精度.     

基于改进自组织竞争神经网络的高光谱图像分类

针对传统的SOFM网络对高光谱图像分类精度低的缺点,提出了采用模糊积分与神经网络相结合的分类方法．即在改变网络的学习速率函数和邻域函数的前提下,同时对分类结果采用基于模糊积分的信息融合,使分类器之间相互补偿,并用高光谱图像的分类实验进行验证．与普通的SOFM网络和K均值聚类方法相比较,分类效果更好．     

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...     

多层局部感知卷积神经网络的高光谱图像分类

针对高光谱图像分类中光谱特征的高度非线性问题,提出一种基于多层感知器卷积层和批标准化层的改进卷积神经网络模型,提高模型在光谱域处理的非线性特征提取能力.该算法通过构建七层网络结构,实现多层局部感知结构,逐个像素对光谱信息开展分析,区分不同目标物的光谱信息,将全光谱段集合作为输入,舍去空间信息,利用动量梯度下降训练算法对多层局部感知卷积神经网络训练,实现对不同目标物体光谱特征的提取与分类.实验中,采用两组高光谱遥感影像进行对比分析,以Pavia University数据集为例,在3 600个训练样本情况下,测试集为1 800个样本,本文方法正确率为90.23%,LeNet-5正确率为87.94%,Linear-SVM正确率为90.00%;在21 000个训练样本情况下,测试集为全部样本,本文方法正确率为97.23%,LeNet-5正确率为96.64%,Linear-SVM正确率为92.40%.实验结果表明,在训练集较小的情况下,本文方法优于传统神经网络,能有效提取数据特征,并且在精度上和计算成本上略优于在小样本分类中具有高效和鲁棒性良好的SVM算法.在大规模训练集时,本文方法表现出良好的学习能力,在分类精度上优于LeNet-5.本文提出的多层局部感知网络结构增强了对非线性特征的学习能力,无论训练集规模大小,都比传统的SVM和一般的深度学习网络更能有效的利用高光谱图像中的逐像素点的光谱域信息,能有效提高分类精度.     

少样本条件下高光谱图像空-谱特征分析

在高光谱图像（HSI）分类中，由于标记样本的获取十分耗时耗力，少样本问题一直是该领域的重要研究问题之一.本文先对HSI进行多种空间特征提取，并将这些特征与谱特征融合，以形成多种空-谱特征.然后对多种空-谱特征及其融合进行了实验对比分析.在3个基准HSI数据集上的实验结果表明，在少样本条件下，空-谱特征融合下的HSI分类精度显著高于仅用谱特征的分类精度；多空-谱特征融合方法的分类精度显著优于单一空-谱特征方法的分类精度.     

结合波段选择的差分进化高光谱图像分类

高光谱图像具有数据维数高、有标签样本少的特点,影响了现有分类方法的效果。针对这一情况,提出一种结合波段选择的半监督分类算法。该算法首先通过波段选择方法,去除高光谱图像中的冗余信息,进而降低复杂度和提高泛化能力;然后通过差分进化算法交叉变异无标记样本,选取置信度高的样本扩充入标记样本群以提高分类精度。实验结果表明,该算法能够有效地提升在标记样本有限的情况下分类器的分类精度与分类速度。     

基于K近邻字典的协同表示高光谱图像分类方法

近年来基于协同表示的分类方法在高光谱图像分类领域取得很大的成功.但在重建测试样本时,由于用全部训练样本充当字典,导致一些差别较大的样本参与表示,不仅影响分类的精确度,还浪费分类时间.在实施空-谱联合后,用K近邻对重构字典做出二次选择,并参照最近正则子空间的做法提出基于K近邻字典的协同表示分类器.通过在两个基准HSI数据集上的实验证明,所提分类器既提高了分类精度,还节省了分类时间,特别对小样本类别的分类效果改善更明显.     

一种高光谱遥感影像的三维卷积神经网络语义分割方法

高光谱图像具有丰富的光谱信息和空间信息,综合运用空间特征和光谱特征是提高高光谱图像分类精度的关键.针对传统二维的卷积神经网络无法充分利用高光谱丰富光谱信息的问题,设计一种基于三维卷积神经网络(Three-dimensional convolutional neural network, 3D-CNN)的深度卷积编解码网络,将三维卷积神经网络引入编码结构,同时提取光谱和空间特征,并且在池化层引入池化索引策略;解码部分利用最大池化索引上采样操作.两个高光谱遥感影像公开数据集的分类实验结果表明,实现了高光谱的空间和光谱特征的融合提取,较基于2D-CNN的分类方法能够获得更高的分类精度.     

植被高光谱遥感分类方法研究

结合具体的OMISI高光谱遥感数据,对各种常用植被高光谱遥感分类方法进行分类训练,通过比较分类性能,得到各种方法在植被高光谱分类中的若干应用规律和分类过程中选择最优分类方法的一些技巧。在此基础上,提出将传统分类方法与基于光谱特征匹配的分类方法相结合对高光谱图像进行分类的方法。     

融合植被指数的3 D-2D-CNN高光谱图像植被分类方法

对于基于高光谱图像的植被分类,利用三维卷积神经网络和空谱结合可以取得良好的效果。但存在计算代价大、参数过多容易过拟合等问题。基于此,设计了一种三维卷积与二维卷积相结合的深度网络,通过数据分块的思想减小了计算量;并提出了一种融合植被指数的特征提取方法,改善了现阶段因高光谱图像样本数量少、光谱层间信息相关度高,造成的容易过拟合的问题。在植物园数据集、IP数据集和PU数据集上的实验结果表明该算法以较低的计算复杂度取得了出色的分类效果,具有较好的应用价值。     

基于多特征图像集成的高光谱图像分类方法

对于多波段、高维度的高光谱图像,不同的地物有着不同的特征表示,单独的一种特征可能无法全面覆盖所有的地物信息。因此,希望获得多特征以尽可能的覆盖所有地物信息,以期有效地选择和利用多种类型的特征。本研究提出了一种基于多特征图像的集成学习方法(MFI-EL)用于高光谱图像分类。首先,不同的特征提取方法获得反映不同地物信息的特征图像。其次,每一种特征图像采用支持向量机分类,选择其中最优的作为基本核之一。最后,利用自适应增强方式不断进行学习,获得多个最优的基本核,根据每个核的重要性将其集成为最终的分类结果。采用三幅真实的高光谱图像进行实验,实验结果表明,提出的方法优于其他的集成方法。