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《华中科技大学》 2008年
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基于高光谱图像多特征分析的目标提取研究

许毅平  
【摘要】: 高光谱遥感技术是上世纪80年代发展起来的一种新兴遥感技术,高光谱遥感技术借助成像光谱仪革命性地将成像技术和细分光谱技术结合在一起,能在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内提供对地物光谱的精细探测,所获取的图像数据包含丰富的空间和光谱信息,为地物目标的精确探测和识别提供了可能。然而,相对于高光谱数据提供的巨大信息,当前的高光谱图像处理技术远远滞后于高光谱成像仪的发展,仍有许多问题急待进一步研究和解决。 本文从高光谱图像图谱合一的特点出发,以典型地物和环境为研究对象,充分挖掘高光谱图像的内在特性,发展有效的图像分析工具,研究精度高鲁棒性强的目标探测与识别方法。 论文首先对高光谱遥感技术的应用和研究发展状况进行了综述,在此基础上,分析了高光谱遥感图像应用中当前存在的主要问题,并针对高光谱图像分类和目标识别中存在的问题进行了研究。 其次,论文研究了基于光谱分段的匹配和识别方法。在高光谱图像处理中,光谱匹配技术是高光谱地物识别的关键技术之一,光谱匹配通过比较反映地物光谱辐射特性的光谱曲线来识别地物的类别。目标的光谱辐射特性分散于整个成像光谱区域中,并且以不同尺度的吸收峰或吸收谷的形式分布。因此在提取目标的光谱辐射特性时,应考虑不同尺度上的目标吸收特性,采用多尺度分析方法全面地提取目标的光谱辐射特性。论文研究了多尺度小波变换在光谱特征提取和识别中的应用,提出了一种基于多尺度小波变换拐点提取的光谱分段匹配方法,该方法以高斯二阶导函数为小波基,通过多尺度变换分析提取谱线的最佳拐点,并基于最佳拐点实现谱线的分段匹配和识别。 再次,针对高光谱图像中存在的阴影现象,论文从阴影的光谱特性分析入手,提出了一种基于密度聚类的多波段多特征阴影检测和提取方法。该方法从多个特征空间对阴影进行分析,采用动态阈值密度聚类方法对不同的特征数据进行分割,获得相应的阴影检测结果,在此基础上,结合不同特征空间检测结果的特点,提出了一种有效的多证据判决方法,实现了阴影判决结果的融合,取得了稳定的阴影提冉峁? 为了有效消除阴影对高光谱图像分类和识别精度的影响,论文分析了现有的高光谱图像阴影去除方法,针对阴影信息弱的特点,提出了一种基于张量修复技术和辐射模型校正增强技术相结合的自适应阴影去除方法,该方法通过张量分析和投票技术推测阴影区域的光照和亮度统计特性,利用辐射传输模型对阴影区进行自适应增强处理,实现了对阴影的有效去除。 论文最后利用高光谱图像图谱合一的特点,对典型地物道路的识别提取进行了研究,提出了一种基于光谱特征和几何特征相结合的道路识别和提取方法。该方法首先通过分析道路的光谱特征,利用光谱匹配方法提取道路潜在区域,然后结合道路的几何形态特征,利用数学形态学算子对潜在区域的几何特征进行进一步识别,实现了道路的有效提取。针对提取的道路可能受各种干扰因素影响而产生的断裂和不连续现象,论文采用基于张量的道路主方向提取和修复技术,实现了断裂的路连接修复,提高了道路提取的完整性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 尹训怡;目标地物提取在优化地震测线部署中的应用[D];成都理工大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
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5 钱苏斌;;基于四邻域检索的自适应阈值分割方法[J];成都大学学报(自然科学版);2011年03期
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8 孙建国;杨树文;段焕娥;王沛;闫浩文;;基于光谱和纹理特征的山区高分辨率遥感影像分类[J];测绘科学;2009年06期
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1 王佳佳;廖宁放;廉玉生;刘子龙;;基于八通道成像光谱仪图像配准技术研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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3 聂一鸣;吴涛;安向京;叶磊;;基于学习分类的障碍检测方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
2 鹿瑞;自然图像的颜色恒常性计算研究[D];北京交通大学;2010年
3 陈仁杰;内容敏感的图像重映射算法研究[D];浙江大学;2010年
4 崔卫红;基于图论的面向对象的高分辨率影像分割方法研究[D];武汉大学;2010年
5 黄远程;高光谱影像混合像元分解的若干关键技术研究[D];武汉大学;2010年
6 陈进;高光谱图像分类方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
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8 王彦春;基于过渡区的图像分割技术研究[D];大连海事大学;2011年
9 唐雪海;北京市城六区三维绿量估算与分析研究[D];北京林业大学;2011年
10 王阿川;基于变分PDE的单板缺陷图像检测及修补关键技术研究[D];东北林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
2 陈剑辉;内容敏感的图像缩放[D];浙江大学;2011年
3 郝攀;连通区域加权的CVT模型在图像分割中的应用[D];浙江大学;2010年
4 黄莉;城市绿化地动态监测方法研究[D];昆明理工大学;2009年
5 陈乘;基于模式聚类的道路检测方法研究及传输接口的硬件实现[D];浙江大学;2011年
6 黄晓军;二维转三维视频技术研究[D];浙江大学;2011年
7 崔希鹏;特定对象的发现与分割方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 周光华;小波图像修补空域求解方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 王培伟;基于量子进化特征选择的SAR图像分割[D];西安电子科技大学;2010年
10 赵文莉;基于分割的非真实感绘制技术研究[D];山东师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 程乘旗,马廷,王立明;用于植被冠层分析的高光谱波段的组合方法研究[J];地理学与国土研究;2002年02期
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8 贺霖;潘泉;赵永强;;量测重构线性混合模型高光谱图像目标检测[J];电子学报;2007年01期
9 谌德荣;孙波;陶鹏;宫久路;;基于核光谱角余弦的高光谱图像空间邻域聚类方法[J];电子学报;2008年10期
10 丁克良;沈云中;欧吉坤;;整体最小二乘法直线拟合[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年01期
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1 陆琦;[N];科学时报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 徐雪松;基于人工免疫系统的函数优化及其在复杂系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
2 江万寿;航空影像多视匹配与规则建筑物自动提取方法研究[D];武汉大学;2004年
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4 郭曦榕;基于G/S模式的数字旅游工程及其评估技术研究[D];成都理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 罗昭拓;高分辨率遥感图像中道路提取的分析与研究[D];上海交通大学;2008年
9 田野;高光谱遥感图像降维方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 沈伟;高分辨率遥感影像分割及地物轮廓提取方法研究[D];北京交通大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余鹏;张震龙;侯至群;;基于高斯马尔可夫随机场混合模型的纹理图像分割[J];测绘学报;2006年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 闫成新;基于区域的图象分割技术研究[D];华中科技大学;2004年
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1 张超;智能图像分割方法研究[D];西南交通大学;2005年
【相似文献】
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1 胡硕,朱明,吴川;结合Zernike矩的多尺度模板形状匹配[J];光电工程;2005年10期
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7 张培强,柴焱,张晓玲,沈兰荪;基于波段分组的3D-SPIHT高光谱图像无损压缩算法[J];中国图象图形学报;2005年04期
8 杨龙;易宏杰;李因彦;;遥感高光谱图像赤潮识别[J];传感器世界;2007年05期
9 陈雨时;王晓飞;张晔;;基于特征变换的高光谱图像压缩快速矢量量化算法(英文)[J];黑龙江大学自然科学学报;2008年03期
10 粘永健;王展;万建伟;辛勤;;面向异常检测的高光谱图像压缩技术[J];国防科技大学学报;2009年03期
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2 张峰;薛青;;基于贝叶斯网络的战场目标识别方法研究[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
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4 张永梅;马礼;白文乐;;基于多传感器遥感图像融合的目标识别[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
5 柳林霞;陈杰;窦丽华;;不变矩理论及其在目标识别中的应用[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
6 蒋新胜;马光彦;王伟策;李华兵;;神经网络在智能地雷目标识别中的应用[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
7 尹东;任志清;侯蕾;;基于智能Agent的目标特征选取研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
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10 马艳;杨长生;李志舜;;基于小波包分析和LDB的目标识别[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
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6 张守涛特约通讯员 冯金源;百项成果助老装备焕发活力[N];解放军报;2007年
7 陈德潮 曹金平 刘剑;“潜艇将军”:揭开水下玄机[N];中国国防报;2007年
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10 张建富 钱克贤;鱼雷技术试比高[N];解放军报;2003年
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1 许毅平;基于高光谱图像多特征分析的目标提取研究[D];华中科技大学;2008年
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3 付振东;非均质饱和多孔介质准静态行为分析的耦合多尺度及耦合升尺度有限元法[D];大连理工大学;2010年
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7 石吉勇;基于高光谱图像技术的设施栽培作物营养元素亏缺诊断研究[D];江苏大学;2012年
8 齐滨;高光谱图像分类及端元提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 王晓飞;高光谱图像分辨率增强及在小目标检测中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 侯庆禹;基于高分辨距离像的雷达自动目标识别方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
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1 王纯业;基于多尺度分析的高光谱图像目标检测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 王凤国;小波变换及其在仿射不变目标识别中的应用[D];西安电子科技大学;2007年
3 黄婷婷;基于光谱匹配的高光谱岩矿识别技术研究[D];南京理工大学;2012年
4 黄忠华;末敏弹系统的目标识别[D];南京理工大学;2002年
5 张华;基于小波变换的仿射不变性目标识别[D];西安电子科技大学;2005年
6 张震龙;不确定性推理与时空对准技术研究[D];西北工业大学;2005年
7 韩文波;激光目标识别与通信系统研究[D];长春理工大学;2002年
8 董智红;BP算法及其在目标识别中的应用研究[D];东北师范大学;2004年
9 马伟;遥感图象中的油库识别[D];南京理工大学;2005年
10 胡笑斌;SAR图像目标识别中几个问题的研究[D];合肥工业大学;2005年
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