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《基于逆模型偏最小二乘法的高光谱亚像元目标探测方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第!"卷!第#期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析$%&'!"!(%'#!))#;*#"!,,"年#月!!!!!!!!!!!!-)./01%2/%)3456-)./014&754&3282945:413!!,,"!基于逆模型偏最小二乘法的高光谱亚像元目标探测方法研究李庆波!聂!鑫!张广军"北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院!精密光机电一体化技术教育部重点实验室!北京!#,,,JF摘!要!目前的高光谱亚像元目标探测算法主要是利用线性混合模型!在背景端元光谱已知的前提下!构造一定的检测算子
2、逐像元判定是否含有亚像元目标"该算法需要较为精确的背景端元光谱先验信息!且目标探测结果受背景复杂度影响较大"从光谱维数据分析的角度出发!将逆模型偏最小二乘法#E>-$和马氏距离奇异值检测方法相结合进行亚像元小目标探测研究"首先建立目标光谱与像元光谱的逆模型!并对像元光谱与目标光谱进行正交变换预处理#-($$!再利用偏最小二乘算法#A>-$计算逆模型的回归系数向量!从而将多维的光谱信息降维!并突出目标光谱信息!最后计算各像元回归系数的马氏距离!判定马氏距离大于F)的系数所对应的像元点为含有亚像元目
3、标的像元点"该方法仅需要目标光谱的先验信息!对背景的复杂度不敏感"文章采用7$EGE-仿真数据将上述方法与常用的正交子空间投影算法#=-A$的计算结果进行比较!通过比较不同算法的受试者工作特征曲线#G=C$以及信噪比#-(G$变化曲线!证实了该算法具有较快的运算速度和较高的目标探测性能"关键词!高光谱%亚像元%目标探测%逆模型偏最小二乘法中图分类号#IA<+#'#!!文献标识码#7!!!+,!##,'F"K;$L'8225'#,,,*,+"F!!,,"",#*,,#;*,K难得到目标背景的纯净光
4、谱!不能满足背景未知!或对实时引!言性要求较为严格的领域"一种是正交子空间投影算法!如^4124538等提出了构造正投影算子和光谱匹配滤波的低概率检测方法来寻找小目标++,!^-X7(G.5等用无监督的!!高光谱遥感数据中同时含有地物的图像维和光谱维信息!而光谱信息能够反映出复杂背景下目标和背景的细微差+K,"这种算法主要是=-A方法来对亚像元目标进行自动探测别"因此人们可以借助丰富的光谱信息!发现空间图像特征将像元光谱向量投影到不需要的特征正交子空间!从而消除无法或难以探测的地面目标"由于目前
5、高光谱遥感空间分辨背景噪声信息!突出目标光谱信息"还有一种就是基于广义率有限!单一像元很难只包括一种地物成分!其光谱往往是似然比的方法!如G..6!`84%&8等提出了一种基于广义似然多种地物光谱的混叠"而在一些小目标探测领域!其目标地比的G`算法用于异常值的检测+<*","这种算法主要是先假物的体积尺寸往往要小于像元的空间分辨率!对于此类目标设背景光谱信息满足某种多维分布!然后构造一定的检测算探测即为亚像元目标探测"利用高光谱遥感数据进行亚像元子通过假设检验的方法判定像元中是否含有潜在的目标光
6、目标探测一直是高光谱遥感技术的一个重点研究方向+#*F,"谱"此种算法能够给出理论上的虚警率!从而自适应地调节目前的高光谱目标探测算法主要有以下几种(一种是复阈值!但这种方法只能检测出背景中的奇异点!且需要一定合光谱最小二乘分离方法!如宫彦军!王艳红等利用混合像的图像先验信息!训练样本的好坏对探测结果的影响较元分解方法!分析复合光谱!并通过已有的光谱库!利用有大+#,!##,"总体看来!目前的亚像元目标探测算法多数是有监约束最小二乘算法计算出目标光谱的丰度!从而探测小于地督的方法!且需要背景地物
7、的先验信息"本文研究了逆模型面像元的目标+;,"这种算法可以对像元光谱进行定量分析!偏最小二乘法+#!,#85e.12.&.4202T:41.2!简称E>-$在亚像元但在高光谱图像分辨率有限的情况下!任何一个像元中很可目标探测上的应用!这种方法仅需要特定目标的光谱信息!能包括两种或两种以上的地物成分!传统的端元提取算法很是一种无监督*快速*高效的目标探测算法"!收稿日期#!,,<*#!*#K%修订日期#!,,J*,F*#J!基金项目#国家&JKF'计划项目和航天科技创新基金资助!作者简介#李庆波
8、!女!#"<+年生!北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院副教授!!"通讯联系人!!.*N48&([LOP45[!H:44].6:]/5第#期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析#+值检测算法就可以判定哪些像元中含有目标地物"#F$式即#!算法与原理为目标光谱与像元反射率矩阵线性关系的逆模型表示方法!又由于&40U9中各像元光谱存在高度相关性!&40U9U&4U9为非满秩阵!所以可以采用偏最小二乘方法#A>-$+#K,来计算!!本文采用逆模型偏最小二乘方法进行亚像元目标的提取
