采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法
【專利摘要】本發明涉及一種采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于:步驟1：讀入高光譜圖像數據，并進行初始化；步驟2：建立局部因果滑動窗模型，設定局部因果滑動窗寬度，所說局部因果滑動窗內僅含有待檢測像元之前的已知像元信息；步驟3：利用遞歸方程得出當前窗口局部相關矩陣逆矩陣；步驟4：利用RX異常算子構造局部實時探測算子，得出當前檢測值；步驟5：掃描是否超出圖像范圍，如果沒有超出，則返回步驟3；否則，停止探測，輸出檢測結果。
【專利說明】采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法。
【背景技術】
[0002] 目標檢測技術是高光譜圖像處理的一個重要研究領域。根據有無先驗知識條件， 目標檢測技術可分為已知背景或目標信息的目標檢測算法和無需任何先驗知識的異常目 標檢測算法。由于在很多實際情況下，研究者總是沒有足夠的先驗知識來表征目標類別的 統計信息，因此，無需先驗知識的高光譜圖像異常檢測得到了越來越廣泛的關注。
[0003] RX算子是Reed和Xiaoli于1990年提出的一種廣義似然比算子，被人們稱之為異 常檢測算法的基準算法而得到了國內外學者的廣泛學習和改進。由已有文獻可知，異常目 標檢測可分為兩大類，全局異常探測和局部異常探測。全局異常探測是指利用全局統計信 息作為依據構造檢測算子，比較典型的有經典的全局RX算法，簡稱為RXD。Chang等人將經 典的基于協方差矩陣的RXD進行了改進，提出了基于相關矩陣的R-RXD算子。然而，當異常 目標比較微弱或者僅僅在局部范圍異常而淹沒于全局背景時，高光譜全局異常探測模型將 失效。局部異常檢測是指利用局部滑動窗口計算局部背景統計信息構造檢測算子，例如局 部RX算子，又稱為LRXD，它是利用一個以待檢測像元為中心點的同心雙層滑動窗來采集統 計信息，實現局部異常檢測。
[0004] 在實際應用中，實時探測尤為重要。這是因為許多異常目標，例如運動目標，它的 停留時間是非常短的，會突然出現然后很快就消失。因此，要想實現這種異常目標的檢測， 其檢測過程必須是實時的。另一方面，隨著現代遙感技術的飛速發展，高光譜遙感在獲取更 加豐富地物信息的同時，其大量的數據量也給數據存儲、衛星下行傳輸和后續處理帶來了 巨大的壓力。實現機載實時處理可以減少數據傳輸量，也就相應減少了數據壓縮下傳而導 致的信息損失，減少了地面數據存儲和處理工作量，提高了圖像分類和目標檢測的效率和 實效性。但現有技術中，能夠有效實現高光譜圖像局部異常探測的方法尚屬空白。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在于提供一種采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，能夠實 時、準確地實現高光譜圖像局部異常探測。
[0006] 實現本發明目的技術方案：
[0007] -種采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于：
[0008] 步驟1 :讀入高光譜圖像數據，并進行初始化；
[0009] 步驟2 :建立局部因果滑動窗模型，設定局部因果滑動窗寬度，所說局部因果滑動 窗內僅含有待檢測像元之前的已知像元信息；
[0010] 步驟3 :利用遞歸方程得出當前窗口局部相關矩陣逆矩陣；
[0011] 步驟4 :利用RX異常算子構造局部實時探測算子，得出當前檢測值；
[0012] 步驟5 :掃描是否超出圖像范圍，如果沒有超出，則返回步驟3 ;否則，停止探測，輸 出檢測結果。
[0013] 步驟3中，通過兩次利用Woodbury恒等式定理，建立局部相關矩陣的遞歸方程。 [0014] 局部因果滑動窗為局部因果陣列滑動窗。
[0015] 局部相關矩陣如"+丨）表示如下：
【權利要求】
1. 一種采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于： 步驟1 :讀入高光譜圖像數據，并進行初始化； 步驟2 :建立局部因果滑動窗模型，設定局部因果滑動窗寬度，所說局部因果滑動窗內 僅含有待檢測像元之前的已知像元信息； 步驟3 :利用遞歸方程得出當前窗口局部相關矩陣逆矩陣； 步驟4 :利用RX異常算子構造局部實時探測算子，得出當前檢測值； 步驟5 :掃描是否超出圖像范圍，如果沒有超出，則返回步驟3 ;否則，停止探測，輸出檢 測結果。
2. 根據權利要求1所述的采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于： 步驟3中，通過兩次利用Woodbury恒等式定理，建立局部相關矩陣的遞歸方程。
3. 根據權利要求2所述的采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于： 局部因果滑動窗為局部因果陣列滑動窗。
4. 根據權利要求3所述的采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征在于： 局部相關矩陣每》+ 1)表示如下：
式中，w是局部因果陣列窗的窗寬，I表不窗寬為w的局部相關矩陣，0(?)是上一狀態 滑動窗內所有像元的相關矩陣，rn_w是當前窗口溢出的像元信息，rn是新進入當前窗口的像兀?目息。
5. 根據權利要求2所述的所述的采用局部因果窗的高光譜圖像實時探測方法，其特征 在于：步驟2中，局部因果窗為局部因果矩陣滑動窗。
【文檔編號】G06T7/00GK104463848SQ201410624689
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】趙春暉, 王玉磊, 王佳, 靖曉昊, 李威 申請人:哈爾濱工程大學