【摘要】：隨著航天技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展,衛(wèi)星遙感影像得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是高空間分辨率遙感影像已經(jīng)成為了民用和軍用等方面必不可少的數(shù)據(jù)來源。目前,高分辨率遙感影像在眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用并取得了一定的應(yīng)用成果,如城市規(guī)劃與環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急處理、對地觀測系統(tǒng)、軍事監(jiān)控與偵查、土地利用及適應(yīng)性評價等。高分辨率遙感影像中地物的空間信息較為完整、清晰,能夠?yàn)樯鲜鰬?yīng)用提供海量的數(shù)據(jù)信息。但是,其海量的數(shù)據(jù)信息、地物形狀、空間結(jié)構(gòu)及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征給遙感數(shù)據(jù)的自動化、智能化處理帶來了新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的遙感圖像處理技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高分遙感影像的應(yīng)用需求,因此,探求新的研究方法尤為重要。針對此問題,本文引入信號的稀疏表示理論,對稀疏表示理論與低秩表示理論進(jìn)行了系統(tǒng)深入地研究和探討。本文的主要貢獻(xiàn)如下:(1)深入學(xué)習(xí)和探討稀疏表示理論,根據(jù)生物視覺的研究,對高分辨率影像的稀疏性進(jìn)行了探究和討論,將稀疏表示理論應(yīng)用到高空間分辨率遙感影像上,提出了基于稀疏表示的高分辨率遙感影像人工目標(biāo)識別方法,并通過Uc Merced和Wh U兩個數(shù)據(jù)集的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出方法的有效性。(2)考慮遙感影像中云霧的干擾,導(dǎo)致圖像質(zhì)量退化,影響后續(xù)圖像處理的應(yīng)用效果。根據(jù)遙感圖像中被薄云污染的數(shù)據(jù)具有過度緩慢、分布均勻、空間紋理結(jié)構(gòu)自相關(guān)性較強(qiáng)的特點(diǎn),據(jù)此對薄云信息做出低秩性的假設(shè)。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于低秩矩陣分解的遙感影像薄云去除方法,對受薄云污染的遙感影像進(jìn)行了有效地去云預(yù)處理,為后續(xù)的目標(biāo)識別做準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。(3)綜合考慮人工目標(biāo)的稀疏性和低秩性,聯(lián)合低秩矩陣分解理論,提出了一種新的目標(biāo)識別方法,該方法首先通過對遙感圖像進(jìn)行低秩矩陣分解,得到具有低秩性和稀疏性的兩部分信息,然后通過K-SVD算法分別對這兩部分信息進(jìn)行字典學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)后將其聯(lián)合共同構(gòu)建稀疏表示的過完備字典,最后通過稀疏表示的求解算法求解出待分類的目標(biāo)在過完備字典上稀疏系數(shù),并根據(jù)稀疏系數(shù)最大準(zhǔn)則對目標(biāo)進(jìn)行分類識別。同理,在Uc Merced和Wh U兩個數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本文所提出方法的有效性。
[Abstract]:With the rapid development of space technology and sensor technology, satellite remote sensing image has been widely used, especially high spatial resolution remote sensing image has become a necessary data source for civil and military. At present, high resolution remote sensing images have been widely used in many fields, such as urban planning and environmental monitoring, natural disaster monitoring and emergency treatment, Earth observation system, military monitoring and reconnaissance. Land use and adaptability evaluation. The spatial information of ground objects in high resolution remote sensing images is relatively complete and clear, which can provide massive data information for the above applications. However, its massive data information, ground object shape, spatial structure and complex structural features bring new challenges to the automation and intelligent processing of remote sensing data. The traditional remote sensing image processing technology can not meet the needs of the application of high score remote sensing image. Therefore, it is very important to explore new research methods. To solve this problem, the sparse representation theory of signals is introduced in this paper, and the sparse representation theory and the low rank representation theory are systematically studied and discussed. The main contributions of this paper are as follows: (1) the sparse representation theory is deeply studied and discussed. According to the research of biological vision, the sparsity of high-resolution images is discussed. The sparse representation theory is applied to high spatial resolution remote sensing images, and a method of artificial target recognition for high resolution remote sensing images based on sparse representation is proposed. The validity of the proposed method is verified by the experiments of Uc Merced and Wh U data sets. (2) considering the cloud interference in remote sensing images, the image quality is degraded and the application effect of subsequent image processing is affected. According to the characteristics of the data contaminated by thin cloud in remote sensing images such as slow distribution uniform distribution and strong autocorrelation of spatial texture structure the assumption of low rank of thin cloud information is made. On this basis, a method of thin-cloud removal from remote sensing image based on low-rank matrix decomposition is proposed, and the cloud removal of remote sensing image contaminated by thin cloud is carried out effectively, so as to prepare for the subsequent target recognition. Experimental results show that the method is effective. (3) considering the sparsity and low rank of artificial targets, a new target recognition method is proposed by combining the theory of low rank matrix decomposition. In this method, two parts of information with low rank and sparsity are obtained by decomposing the low rank matrix of remote sensing image, and then the two parts of information are studied by K-SVD algorithm. After learning, the over-complete dictionary of sparse representation is constructed jointly. Finally, the sparse coefficients of the target to be classified in the over-complete dictionary are solved by the algorithm of sparse representation, and the targets are classified and identified according to the maximum criterion of sparse coefficient. In the same way, experiments are carried out on two data sets, Uc Merced and Wh U, and the experimental results show the effectiveness of the proposed method.
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP751

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本文編號：2331693