本文關(guān)鍵詞：高光譜遙感圖像的預(yù)處理和分割關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高光譜圖像分割技術(shù)是高光譜圖像分析和理解的基礎(chǔ),準(zhǔn)確的圖像分割有利于后續(xù)的分類、識(shí)別、感興趣區(qū)域的提取等操作。此外,由于高光譜圖像的高維特性使得傳統(tǒng)的圖像分割技術(shù)不能夠用于高光譜圖像的分割,因此高光譜分割技術(shù)的研究具有實(shí)際的價(jià)值。直接對(duì)高光譜原始圖像進(jìn)行處理,存在數(shù)據(jù)量龐大,信息冗余度高、計(jì)算效率低等問題,需要對(duì)高光譜圖像進(jìn)行降維預(yù)處理。高光譜圖像存在條帶噪聲,在特征提取降維后會(huì)變得更突出,嚴(yán)重影響了后續(xù)高光譜圖像的分析與理解,所以在降維前需要消除條帶噪聲。本文針對(duì)高光譜遙感圖像,在條帶噪聲的去除、降維和圖像分割三個(gè)方向進(jìn)行了研究。在高光譜圖像去噪方面,應(yīng)用傳統(tǒng)矩匹配法雖然可以有效去除條帶噪聲,但是對(duì)于非平坦區(qū)域,圖像存在“帶狀效應(yīng)”,即圖像從整體上表現(xiàn)出一種時(shí)暗時(shí)明的不連續(xù)性。本文提出了基于改進(jìn)S-G濾波的矩匹配方法,有效去除條帶噪聲的同時(shí),解決了傳統(tǒng)矩匹配法的“帶狀效應(yīng)”。對(duì)于地物均勻分布和地物非均勻分布狀況下的高光譜圖像,都能夠有效地去除條帶噪聲,較好地保持了原始圖像信息,提高了圖像質(zhì)量。在高光譜圖像降維方面,提出了分段金字塔融合的降維方法。首先,通過計(jì)算波段間相關(guān)系數(shù)將其劃分為若干個(gè)波段組。在波段分組的基礎(chǔ)上,采用金字塔圖像融合的策略實(shí)現(xiàn)高光譜圖像的降維,減少高光譜數(shù)據(jù)之間的冗余,合并不同波段的互補(bǔ)信息,利于后續(xù)的分割處理。基于金字塔分解的圖像融合過程,通過低頻圖像的波段指數(shù)加權(quán)融合和高頻圖像的局部能量取最大值融合,使得不同波段組降維結(jié)果相關(guān)系數(shù)較小的同時(shí),避免了直接加權(quán)融合造成圖像模糊的問題。針對(duì)高光譜圖像的分割問題,提出一種基于分?jǐn)?shù)階粒子群算法(FODPSO)和區(qū)域合并的圖像分割方法。在上述分組降維的基礎(chǔ)上,采用FODPSO算法計(jì)算各波段組降維圖像的最佳分割閾值,實(shí)現(xiàn)高光譜圖像的分組分割。然而根據(jù)分組分割得到的高光譜圖像初始分割結(jié)果往往存在過分割現(xiàn)象,區(qū)域之間仍然存在許多相似性,且分組分割時(shí)僅考慮了像素的光譜值,使得光譜值相近但空間上不相鄰的區(qū)域被劃分為同一區(qū)域中。為了得到更準(zhǔn)確的分割區(qū)域,結(jié)合高光譜圖像的光譜特性和區(qū)域鄰接關(guān)系提出一種新的區(qū)域合并策略,對(duì)初始分割結(jié)果進(jìn)行區(qū)域合并,得到圖像最終的分割結(jié)果。經(jīng)過上述步驟,有效實(shí)現(xiàn)了高光譜圖像的分割。
【關(guān)鍵詞】：高光譜遙感 條帶噪聲去除 降維 圖像分割 FODPSO
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P237;TP751
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 論文的研究背景和意義9-11
• 1.2 高光譜遙感技術(shù)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 成像光譜儀技術(shù)的研究狀況11-12
• 1.2.2 高光譜遙感圖像處理技術(shù)的研究狀況12-14
• 1.3 論文研究工作和論文安排14-16
• 第二章 高光譜圖像分割技術(shù)16-30
• 2.1 圖像分割問題16-19
• 2.1.1 圖像分割原理16-17
• 2.1.2 圖像分割方法17-19
• 2.2 高光譜圖像分割問題19-20
• 2.2.1 高光譜圖像分割原理19-20
• 2.2.2 高光譜遙感圖像分割難點(diǎn)20
• 2.3 高光譜圖像分割方法20-29
• 2.3.1 基于K-均值聚類的高光譜圖像分割21-22
• 2.3.2 基于ISODATA算法的高光譜圖像分割22-24
• 2.3.3 基于直方圖的高光譜圖像分割24-25
• 2.3.4 基于標(biāo)記分水嶺的高光譜圖像分割25-27
• 2.3.5 基于空間-光譜約束區(qū)域活動(dòng)輪廓的高光譜圖像分割27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 高光譜圖像的條帶噪聲預(yù)處理30-42
• 3.1 高光譜圖像條帶噪聲模型30-31
• 3.2 基于矩匹配的條帶噪聲去除31-32
• 3.3 基于多項(xiàng)式擬合的條帶噪聲去除32-33
• 3.4 基于改進(jìn)S-G濾波的條帶噪聲去除33-36
• 3.4.1 基于均值濾波的矩匹配方法33-34
• 3.4.2 基于改進(jìn)S-G濾波的矩匹配方法34-36
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-41
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)36-39
• 3.5.2 結(jié)果分析39-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 高光譜圖像的降維預(yù)處理42-58
• 4.1 特征提取的降維方法42-46
• 4.1.1 主成分變換42-44
• 4.1.2 分段主成分變換44-45
• 4.1.3 最小噪聲分離變換45-46
• 4.2 波段選擇的降維方法46-51
• 4.2.1 基于信息量的波段選擇46-48
• 4.2.2 基于類間可分性的波段選擇48-49
• 4.2.3 基于波段指數(shù)的波段選擇49-50
• 4.2.4 基于支持向量機(jī)的波段選擇50-51
• 4.3 基于分段金字塔融合的高光譜圖像降維51-55
• 4.3.1 拉普拉斯金字塔分解與重構(gòu)51-52
• 4.3.2 基于分段金字塔融合的高光譜圖像降維52-55
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 基于FODPSO和區(qū)域合并的高光譜圖像分割58-75
• 5.1 FODPSO算法概述58-65
• 5.1.1 PSO算法58-59
• 5.1.2 DPSO算法59-62
• 5.1.3 FODPSO算法62-64
• 5.1.4 基于FODPSO算法的多閾值圖像分割64-65
• 5.2 基于FODPSO和區(qū)域合并的高光譜圖像分割65-69
• 5.2.1 基于FODPSO的高光譜圖像分割65-67
• 5.2.2 基于區(qū)域合并的圖像分割后處理67-69
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析69-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文80-81
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目81-82
• 致謝82

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