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《基于加權(quán)仿射變換算法的高光譜數(shù)據(jù)降維-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第8期河南科學(xué)V0l32No.82014年8月HENANSCIENCEAug.20l4文章編號(hào):1004-3918(2014)08—1451—06DOI:10.13537~.issn.1004—3918.2014.08.018基于加權(quán)仿射變換算法的高光譜數(shù)據(jù)降維高燕,楊小遠(yuǎn)(北京航空航天大學(xué)數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教育部信息與行為實(shí)驗(yàn)室,北京100191)摘要:提出一種基于噪聲白化和端元提取的加權(quán)仿射變換算法用于高光譜圖像數(shù)據(jù)降維,相比較于基于端元提取的仿射變換算法,通過該算法降維后數(shù)據(jù)的信噪比更高,同時(shí)對原
2、始信息的保存量更大,波段之間的相關(guān)性更低,從而表明了該算法的有效性.關(guān)鍵詞:高光譜圖像數(shù)據(jù);噪聲白化;數(shù)據(jù)降維;仿射變換;端元提取中圖分類號(hào):TP751文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AHyperspectralDataDimensionReductionBasedonWeightedRobustAfineSetFittingAlgorithmGaoYan,YangXiaoyuan(InformationandBehaviorLaboratoryoftheEducationMinistryofChina,InstituteofMa
3、thematicsandSystemScience,BeihangUniversity,Beijing100191,China)Abstract:Arobustaffinesetfittingalgorithmbasedonnoisewhiteningandendmemberextractionforhyperspectralimagedatadimensionreductionispresentedinthispaper.Comparedtotheeffectofrobustaffinesetfittinga
4、lgorithmbasedonendmemberextraction,thedatareceivedbythismethodhasahighersignal—to—noiseratio,andtheoriginalinformationisretainedlarger,atthesametimethecorrelationofadjacentbandsislower,SOastoverifytheeffectivenessoftheproposedalgorithm.Keywords:hyperspectral
5、imagedata:noisewhitening;dimensionreduction;robustaffinesetfittingalgorithm;endmemberextractinn高光譜圖像數(shù)據(jù)量大,波段眾多,相鄰波段之間存在著一定的相關(guān)性,使得所獲得的數(shù)據(jù)在一定程度上存在冗余,因此在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之前首先要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理.?dāng)?shù)據(jù)降維的方法包括兩種,一種是特征選擇,一種是特征提取.在傳統(tǒng)降維方法的基礎(chǔ)上,近幾年又提出了很多新的降維方法.球形隨機(jī)鄰近嵌入(sSNE)n]、最鄰近特征線性嵌入變換(N
6、FLE)乜]、半監(jiān)督的局部增強(qiáng)排列(SDLEA)D]、稀疏轉(zhuǎn)移流形嵌入(sTME)、投影梯度的非負(fù)矩陣分解(PGNMF)b、基于稀疏探測器的數(shù)據(jù)降維(DRSD)、稀疏判別分析(SLDA)n、自聯(lián)想神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(AANN)聃、基于端元提取的仿射變換(RASF)凹等方法都是在經(jīng)典降維算法的基礎(chǔ)之上提出來的.本文在基于端元提取仿射變換的基礎(chǔ)上提出一種優(yōu)化算法一基于噪聲白化和端元提取的加權(quán)仿射變換算法.該算法與原始算法相比增加了噪聲白化、加權(quán)矩陣的選取等步驟,算法性能更優(yōu).噪聲白化的主要目的是消除噪聲的影響,噪聲白化準(zhǔn)則、
7、小波變換n門等方法是目前較為常見的降噪收稿日期:2014—05—20基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(61271010)作者簡介:高燕(1989一),女,山東威海人,碩士研究生,研究方向?yàn)楦吖庾V遙感圖像處理通信作者:楊小遠(yuǎn)(1964一),女,遼寧沈陽人,教授,博士研究生導(dǎo)師,主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算數(shù)學(xué)、應(yīng)用調(diào)和分析、圖像處理、高分辨率對地觀測系統(tǒng)中的高精度實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)成像基礎(chǔ)問題研究.河南科學(xué)第32卷第8期處理方法;權(quán)重矩陣的選取是以分類算法為基礎(chǔ)做出的改進(jìn),將權(quán)重矩陣引入仿射變換模型中,通過對不同類別像元點(diǎn)設(shè)置不同的權(quán)重系
8、數(shù)來體現(xiàn)不同類別像元點(diǎn)對真實(shí)圖像貢獻(xiàn)的差異,進(jìn)而從觀測矩陣中提取出不受噪聲和異值點(diǎn)影響的純特征數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)降維.修正的費(fèi)舍爾比率、KLPP算法、DISSIM—FDA方法、RFE—SVM算法等是目前較為成熟的分類算法.為了驗(yàn)證算法性能,將本文提出的算法與基于端元提取的仿射變換算法進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法具有降維后數(shù)據(jù)保留信息量更大、波段之間相關(guān)性更低、圖像質(zhì)量