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利用稀疏自表达实现高光谱影像波段选择
  • ISSN号:1671-8860
  • 期刊名称:武汉大学学报(信息科学版)
  • 时间:2017
  • 页码:441-448
  • 期号:04
  • 便笺:42-1676/TN
  • 分类:P237[天文地球—摄影测量与遥感;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者地址:航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室;宁波大学建筑工程与环境学院;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室;上海师范大学城市发展研究院;
  • 作者机构:[1]航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室,北京100830, [2]宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211, [3]武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079, [4]上海师范大学城市发展研究院,上海200234
  • 相关基金:国家自然科学基金(41671342,41401389); 航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室经费资助课题(2015B12); 中国博士后科学基金(2016T90732,2015M570668); 浙江省科技厅公益项目(2016C33021)
中文摘要:

提出一种稀疏自表达方法来研究高光谱影像分类中的波段选择问题。该方法利用字典矩阵等于测量矩阵的条件来改进多观测向量的稀疏表达模型,将波段子集看作高光谱影像波段集合中的代表子集。稀疏自表达方法将波段选择转换为寻求多观测向量中稀疏系数矩阵的非零行向量问题,通过引入混合范数来限定非零元素行向量的个数,利用快速交替方向乘子方法求解稀疏系数矩阵,并聚类非零行向量,实现波段的有效选择。基于两个公开高光谱影像数据集并对比其他4种波段选取方法来验稀疏自表达方法。实验结果证明,稀疏自表达方法能够在计算效率明显优于基于波段相关性的线性限制最小方差方法的同时,取得与该方法和非负稀疏矩阵分解方法相匹甚至略高的总体分类精度。

英文摘要:

Hyperspectral imaging could collect spectrum information of ground objects on the earth surface using hundreds of bands and are widely used in recognizing subtle differences among difference ground objects. Unfortunately, numerous bands with strong intra-band correlations cause unbearable efficient matrix in MMV, and adopts the mixed norm to constrain the number of nonzero row vectors. The sparse coefficient matrix is solved by using fast alternating direction method of multipliers and nonzero row vectors are clustered to make proper selection from all bands. Two open HSI datasets in- cluding Urban and Pavia University are implemented to testify our SSR method and the results are compared with the other four alternative band selection methods. Experimental results show that the SSR achieves comparable even better overall classification accuracies than the linear constrained mini- mum variance-based band correlation constraint (LCMV-BCC) algorithm and the sparse nonnegative matrix factorization (SNMF) algorithm, whereas the computational speed of SSR significantly outper- forms that of LCMV-BCC. The proposed SSR could accordingly be a good alternative to help choose proper bands from hyperspectral images.

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期刊信息
  • 《武汉大学学报:信息科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武汉珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whuxxb@vip.163
  • 电话:027-68778045
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8860
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1676/TN
  • 邮发代号:38-317
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,全国优秀高校自然科学学报一等奖,湖北省优秀期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24217