專利名稱：一種適用于高光譜影像的信息提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于高光譜影像的信息提取方法，特別是涉及一種涉及地物光譜波段的分類，和利用不同的波段類型提取相應(yīng)信息的適用于高光譜影像的信息提取方法。
背景技術(shù)：
隨著高光譜影像空間和光譜分辨率的提高，相應(yīng)數(shù)據(jù)量也隨之增加，從而需要高光譜圖像處理方法也要進(jìn)行不斷進(jìn)步，以適應(yīng)新的數(shù)據(jù)處理要求。對(duì)于更先進(jìn)的獲取數(shù)據(jù)， 原有數(shù)據(jù)處理方法存在不同的缺陷，例如主成分變換使高光譜信息的優(yōu)勢(shì)不能得到充分體現(xiàn)，信息損失量大；光譜角分析和光譜匹配濾波對(duì)于混合像元的提取精度不高，受噪聲影響較大。因此亟需提供一種新型的適用于高光譜影像的信息提取方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高了處理速度和精度的適用于高光譜影像的信息提取方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種適用于高光譜影像的信息提取方法，依次包括以下步驟第一步，獲取成像光譜影像，并對(duì)成像光譜影像進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的成像光譜影像；第二步，根據(jù)預(yù)處理后的成像光譜影像對(duì)波譜庫(kù)中的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線重采樣，得到一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線，使一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與預(yù)處理后的成像光譜影像的波譜范圍和波長(zhǎng)間距一致；第三步，尋找一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段和判別波段；斜率變化明顯的波段為光譜基因波段；第四步，根據(jù)一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段對(duì)預(yù)處理后的成像光譜影像進(jìn)行重采樣，得到重采樣的成像光譜影像，使重采樣的成像光譜影像只保留與一次重采樣的標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段和判別波段相對(duì)應(yīng)的波段；斜率變化明顯的波段為光譜基因波段；第五步，根據(jù)重采樣的成像光譜影像對(duì)一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線進(jìn)行重采樣，得到二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線，使二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與重采樣的成像光譜影像的波譜范圍和波長(zhǎng)間距一致；二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中的光譜基因波段數(shù)為η ；第六步，獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段的反射率b2、獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的反射率b1;獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的反射率b3 ;獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段的波長(zhǎng)λ、獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λy獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λκ;獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段的反射率B2、獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的反射率B1，獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的反射率B3 ;獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段的波長(zhǎng)λ、獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λ L,獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λκ ;第六步，判別光譜基因波段類型；在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中，當(dāng)[Od2-Id1)/ ( λ - λ J ] > [ (b3_b2) / ( λ R-λ )]時(shí),判斷為正基因波段；當(dāng)[Od2-Id1)/ ( λ - λ L) ] < [ (b3_b2) / ( λ R-λ )]時(shí),判斷為負(fù)基因波段；在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中，當(dāng)[(B2-B1V(X-X1)]> [ (B3-B2) / ( λ R-λ )]時(shí),判斷為正基因波段；當(dāng)[(B2-B1)/ ( λ - λ L) ] < [ (B3-B2) / ( λ R-λ )]時(shí),判斷為負(fù)基因波段；第七步，比較二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)光譜基因波段的波段類型，當(dāng)具有相同光譜基因波段類型的波段數(shù)為η時(shí)，判斷二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線代表相同的地物類型；第八步，提取重采樣的成像光譜影像中與地物樣本具有相同地物類型的像元的分布范圍，并只保留具有相同地物類型的像元的分布范圍內(nèi)的影像；第九步，獲得具有相同地物類型的像元的分布范圍內(nèi)的成像光譜影像的像元光譜曲線的光譜基因波段深度h;
權(quán)利要求
1.一種適用于高光譜影像的信息提取方法，依次包括以下步驟第一步，獲取成像光譜影像，并對(duì)成像光譜影像進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的成像光譜影像；第二步，根據(jù)預(yù)處理后的成像光譜影像對(duì)波譜庫(kù)中的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線重采樣，得到一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線，使一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與預(yù)處理后的成像光譜影像的波譜范圍和波長(zhǎng)間距一致；第三步，尋找一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段和判別波段；所述斜率變化明顯的波段為光譜基因波段；第四步，根據(jù)一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段對(duì)預(yù)處理后的成像光譜影像進(jìn)行重采樣，得到重采樣的成像光譜影像，使重采樣的成像光譜影像只保留與一次重采樣的標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中斜率變化明顯的波段和判別波段相對(duì)應(yīng)的波段；所述斜率變化明顯的波段為光譜基因波段；第五步，根據(jù)重采樣的成像光譜影像對(duì)一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線進(jìn)行重采樣，得到二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線，使二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線與重采樣的成像光譜影像的波譜范圍和波長(zhǎng)間距一致；二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中的光譜基因波段數(shù)為 η ；第六步，獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段的反射率132、獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的反射率h，獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的反射率b3 ;獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段的波長(zhǎng)λ、獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λy獲得光譜基因波段在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λκ;獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段的反射率Β2、 獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的反射率B1，獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的反射率B3 ;獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段的波長(zhǎng)λ、獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰左側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λ L,獲得光譜基因波段在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段相鄰右側(cè)判別波段的波長(zhǎng)λκ ;第六步，判別光譜基因波段類型；在二次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線中，當(dāng)[/(A-Al)] > [ (b3_b2) / ( λ Ε- λ )]時(shí),判斷為正基因波段；當(dāng)[(Vb1VU-AL)] < [(b3-b2)/(AE-A)]時(shí)，判斷為負(fù)基因波段；在重采樣的成像光譜影像的像元光譜曲線中，當(dāng)[(B2-B1VU-Al)] > [(Β3-Β2)/(λΕ-λ)]時(shí)，判斷為正基因波段；當(dāng)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于高光譜影像的信息提取方法，其特征在于所述第一步中，預(yù)處理包括輻射校正、大氣校正和幾何校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于高光譜影像的信息提取方法，其特征在于所述第三步中，一次重采樣的地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線或?qū)崪y(cè)光譜曲線的橫坐標(biāo)的單位為ym，縱坐標(biāo)為反射率，當(dāng)波段兩側(cè)順時(shí)針或逆時(shí)針的角度旋轉(zhuǎn)大于30度時(shí)，判斷為斜率變化明顯的波段；所述反射率取值范圍為O I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于高光譜影像的信息提取方法，其特征在于所述第三步中，判別波段為保持所述斜率變化明顯的波段兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度變化小于等于5度的波段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于高光譜影像的信息提取方法，依次包括一，獲取成像光譜影像；二，對(duì)地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線重采樣；三，尋找地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線明顯的波段和判別波段；四，對(duì)成像光譜影像進(jìn)行重采樣；五，對(duì)地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線進(jìn)行二次重采樣；六，判別光譜基因波段類型；七，比較地物樣本標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線與成像光譜影像的像元光譜曲線中對(duì)應(yīng)波段的波段類型，判斷是否代表相同的地物類型；八，獲得所有的光譜基因波段深度之和，光譜基因波段深度之和越大，表示地物在地表的豐度越高。本發(fā)明減少了數(shù)據(jù)處理量，降低了其它地物特征和噪聲的干擾，提高了處理速度和精度，對(duì)高光譜圖像的處理具有很好的效果。
文檔編號(hào)G06K9/46GK102609711SQ20121004086
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者楊燕杰, 趙英俊 申請(qǐng)人:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院