利用稀疏非负矩阵分解的大转角SAR成像方法

提出了一种采用稀疏非负矩阵分解(NMF)的大转角成像方法．首先将全孔径划分为若干相互重叠的子孔径,然后分别使用极坐标格式算法获得不同视角下的子图像,最终采用加入稀疏增强正则项的NMF算法在图像域对子图像进行迭代融合,获得目标增强和信噪比更高的全孔径综合图像．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

基于小波包移频算法的遥感图像融合技术

为了对分类最小二乘支持向量机实施有效的稀疏化，以提高分类速率，采用分类相关分析算法，按序提取样本核矩阵的全部分类相关成分，并依据样本核矩阵各列与分类相关成分的相关性，对训练集所有个体按分类的重要性排序，进而可选取最重要的部分个体作为支持向量，并将其余非支持向量的信息转移至支持向量，以提高支持向量的分类表达能力.由此构建一种新的稀疏型最小二乘支持向量机CS LSSVM，并将其应用于多个模式分类的实际问题.测试结果表明，CS LSSVM稀疏性很强，且保持了标准LSSVM的分类性能，还可直接适用于多类问题.     

非负矩阵分解及其应用现状分析

介绍了非负矩阵分解（non—negative matrix factorization,NMF）的基本算法思想和一些改进的NMF算法,并对其在一些重要领域内的应用成果及研究现状进行了系统的概括归纳,最后提出NMF方法存在的问题以及今后研究的趋势和展望．     

基于人眼视觉特性的遥感图像融合算法

首先提出基于非下采样Contourlet变换(NSCT,Nonsubsampled Contourlet Transform)的人眼视觉相对对比度灵敏度函数(RCSF,relative contrast sensitivity function)和绝对对比度灵敏度函数(ACSF,absolute contrast sensitivity function)。然后提出了基于人眼视觉对比度灵敏度函数(CSF,contrast sensitivityfunction)的遥感图像融合算法(IFA-CSF,image fusion algorithmof human visual contrast sensitivity function)。IFA-CSF采用NSCT作为多尺度变换工具,对单方向高频子带采用ACSF融合,对多方向高频子带采用RCSF融合,并对8方向高频子带采用先方向分组再融合的方法。实验结果表明,IFA-CSF优于基于传统CSF和基于局部能量的图像融合算法。     

基于NSCT和PCA变换域的遥感图像融合算法

为使融合后的图像在尽可能保持原图像光谱信息的同时,有效提高空间细节信息,提出了一种新的基于非下采样Contourlet变换（NSCT）和主成分分析（PCA）的全色图像和多光谱图像融合算法.对多光谱图像进行PCA变换得到主元分量,将处理后的主元分量与全色图像进行NSCT分解,针对低频子带系数选择提出了一种基于窗口与局部方差相结合的融合策略;在高频子带系数选择上,提出了基于区域线性相关测定的融合策略.进行非下采样Contourlet逆变换和PCA逆变换,得到具有高空间质量的多光谱图像.实验结果表明,提出的算法在保留光谱信息和提高空间细节信息的综合性能上有所提高,能够取得较好的融合效果.     

结合K均值和非负矩阵分解集成文本聚类算法

将非负矩阵分解(NMF)引入到文本聚类集成问题中,为解决NMF随机初始化所引起的不稳定性问题,首先采用最小最大原则确定K均值算法的初始质心,并获得稳定的聚类结果;其次,将K均值算法的聚类结果作为NMF的初始因子矩阵,并对超图的邻接矩阵进行NMF,获得基矩阵和系数矩阵;最后根据系数矩阵获得最终的聚类结果,由此设计了NMFK算法。在多组真实文本集上进行了实验,结果表明:NMFK算法运行高效,并且获得了比其他常见的聚类集成算法更加优越的结果。     

基于成像机理的遥感图像融合

探讨了遥感多光谱与全色波段图像的融合问题．分析了多光谱与全色波段成像机理,提出了一种新的基于小波变换的遥感图像融合方法,实验结果表明,该方法可有效综合多光谱与全色波段图像的优点,从而获得具有较高空间分辨率的多谱图像．     

二维卷积非负矩阵分解的初值确定混合算法

为解决二维卷积非负矩阵分解算法存在初值敏感,且传统随机初始化确定的初始值容易使算法收敛到结果相对不好的局部最优值的问题,通过结合K均值聚类、奇异值分解和主成分分析方法,提出了一种适用于二维卷积非负矩阵分解初始值确定的混合算法.首先,利用K均值聚类方法得到聚类中心作为系数矩阵(H矩阵)的初始值,避开了传统初始化不确定系数矩阵带来的分解结果不唯一问题;其次,考虑到相比一维卷积非负矩阵分解算法,二维卷积非负矩阵分解算法的基矩阵(W矩阵)个数更多,利用奇异值分解和主成分分析方法交替产生基矩阵的初始值,克服了单个算法产生的初始化误差问题.在相同参数环境下将本文算法和现有初始化算法的分解收敛性能进行对比实验,结果表明本文算法相比其他同类算法具有更好的分解性能并具有更好的收敛性.进一步加入噪声进行实验,在白噪声为-1 dB～10 dB的不同信噪比环境下,本文算法均能快速实现信号的分离,对于噪声数据具有很强的鲁棒性.采用混合算法确定初值,更有利于实现二维卷积非负矩阵分解的实时性和高性能.     

基于非负矩阵分解的Slope One算法

针对协同过滤推荐算法中Slope One算法在稀疏数据集中推荐精度低的问题,利用矩阵分解在解决矩阵稀疏性方面的优势,将非负矩阵分解技术引入到用户-项目评分矩阵的降维处理中,将原有的稀疏评分矩阵进行非负分解,改善了矩阵的稀疏性,优化Slope One算法. 从实验数据可以看出,与原始的CF算法进行比较,NMF-Slope One算法有较好的推荐效果. 在数据稀疏的条件下,确定参数进行实验. 实验结果表明,该方法提高了Slope One算法在数据稀疏下的精度和推荐质量.     

Fusion of multispectral image and panchromatic image based on NSCT and NMF

A novel fusion method of multispectral image and panchromatic image based on nonsubsampled contourlet transform(NSCT) and non-negative matrix factorization(NMF) is presented,the aim of which is to preserve both spectral and spatial information simultaneously in fused image.NMF is a matrix factorization method,which can extract the local feature by choosing suitable dimension of the feature subspace.Firstly the multispectral image was represented in intensity hue saturation(IHS) system.Then the I component and panchromatic image were decomposed by NSCT.Next we used NMF to learn the feature of both multispectral and panchromatic images’ low-frequency subbands,and the selection principle of the other coefficients was absolute maximum criterion.Finally the new coefficients were reconstructed to get the fused image.Experiments are carried out and the results are compared with some other methods,which show that the new method performs better in improving the spatial resolution and preserving the feature information than the other existing relative methods.     

基于稀疏表示和PCNN的多模态图像融合

提出一种基于稀疏表示和脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)的新方法。首先将原图像进行bandelet变换,提取出图像中的几何流和bandelet系数等重要信息,再利用PCNN进行几何流融合、根据稀疏相似度优化融合后的几何流,然后更新部分bandelet系数并根据最大绝对值规则进行融合,最后通过bandelet逆变换得到融合后的图像。仿真实验结果表明,本算法有效改善了融合效果,融合图像边缘、纹理清晰,整体效果极佳;与现有的平均值融合算法、拉普拉斯金字塔算法以及基于小波变换和PCNN的WT-PCNN算法相比,本算法得到的融合图像的灰度均值、标准差、平均梯度、互信息等指标都得到了提高。     

基于非负稀疏嵌入投影的高光谱数据降维方法

针对因数据冗余及Hughes现象带来的高光谱数据分类精度降低问题,提出一种基于样本依赖排斥图的非负稀疏嵌入投影降维（NSEPSRG）算法.首先,利用非负稀疏表示方法,得到样本的非负稀疏重构权重矩阵.然后,利用样本的先验类别信息,构建样本依赖排斥图,有助于避免误分类和提高分类精度.最后,为保持每个样本间的稀疏结构关系和各样本的内在流形结构不变,根据非负稀疏重构权重矩阵和样本依赖排斥图的邻接矩阵,将样本嵌入投影到低维子空间,有助于从高维高光谱数据中提取信息量大的光谱波段,从而使得到的分类图像更清晰、平滑.AVIRIS高光谱数据上的实验结果表明,运用支持向量机对经过NSEPSRG降维处理后的高光谱数据进行分类,分类整体精度和Kappa系数分别达到了87.87%和0.856 6.     

采用多层卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合

为提升光学图像在低照度条件下的可用性,对红外图像与可见光图像进行融合从而结合两者的优势是一种有效的技术手段。稀疏表示理论在红外与可见光图像融合领域已经得到了广泛的应用,然而基于稀疏表示理论的图像融合方法所采用的局部建模方式易于导致语义信息损失和对误匹配的低容忍度两大缺陷。卷积稀疏表示的全局建模能力对克服上述不足具有巨大的优势,本研究借鉴卷积神经网络的结构设计了一种前馈式基于多层卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合网络,该网络包含5层:第1、2层为卷积稀疏层,通过预训练的字典滤波器获取源图像的卷积稀疏响应;第3层为融合层,通过活性图评价以获取融合结果;第4、5层为重建层,基于融合结果结合字典滤波器重建融合图像。实验结果表明,所提出的图像融合方法有效抑制了稀疏表示理论应用于图像融合的两大不足,在客观评价指标方面明显优于基于稀疏表示、基于单层卷积稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法,在算法的计算复杂度和运行时间方面优于基于稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法。     

基于JPEG2000的遥感图像压缩方法研究

从遥感图像的特点入手,设计并实现了一个基于JPEG2000的遥感图像压缩系统.并对其中的量化器和编码器进行了优化设计,对量化步长和死区范围进行了调整,针对遥感图像压缩中小目标的保存问题,提出了两种率失真斜率加权方法.实验结果表明,该系统可对遥感图像进行有效压缩,在压缩比为16时,提出的优化方法可很好地改善压缩质量,较之基本的JPEG2000标准,峰值信噪比提高了约0.5~1.0 dB.     

基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法

提出一种基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法,先对多光谱Mul影像做IHS变换并提取I分量,采用八方向模板Sobel边缘检测算子计算不同窗口参数（level）的全色Pan影像与I分量的局部区域清晰度值GP 和GI ,并根据局部区域的清晰度的大小确定不同区域的融合影像的I分量的新值I′。采用本文方法1（level＝12）和方法2（level＝24）,通过实验并与其他融合方法比较,本文方法在提高影像分辨率的同时也保留了更多光谱信息和边缘细节,效果较好。     

高噪声遥感图像稀疏去噪重建

高噪声遥感图像去噪一直是遥感领域研究的一个重要难题,为进一步提高高噪声遥感图像的重建质量,在经典的压缩感知迭代小波阈值算法的基础上,提出了一种改进迭代小波阈值算法.首先,提出一种自适应小波滤波算子在图像稀疏变换过程中对获取的遥感图像小波系数进行筛选,去除图像中的部分噪声信息;其次,使用提出的下降BayesShrink阈值在每次迭代过程中对获取的小波系数进行二次筛选过程;最后,使用改进的块稀疏全变差方法对获得的重建图像进行调整以进一步提高重建遥感图像的质量.试验结果表明,该算法的去噪重建性能优于经典的压缩感知迭代小波阈值算法,可以从高噪声图像中重建一幅高质量的遥感图像,验证了该算法的有效性.此外,该算法能够有效地保护遥感图像的边缘和纹理等重要特征信息.在低压缩采样比情况下,该算法也能够获得相对较高的峰值信噪比和视觉质量.在卫星地面接收站,该算法可直接使用获取的少量含噪遥感图像数据重建一幅清晰的遥感图像.     

基于线性逻辑矢量模式的遥感图像目标检测

针对局部线性模式(LLP)在遥感图像目标检测中存在维度较高及没有考虑相邻像素间联系的缺点,提出线性逻辑矢量模式特征. 通过在2条互相垂直的方向上进行采样,选取出用于阈值比较的像素点,利用逻辑矢量变换的原理进行特征降维. 通过阈值函数构建中心像素与采样点间的联系,提出基于中心的线性逻辑矢量模式特征(LLVP(C)),通过相邻点阈值比较模式联系相邻像素间的信息提出变型（LLVP(A)). 为了糅合中心与相邻这2类特征信息,提出对LLVP(C)和LLVP(A)进行按位的逻辑融合得到新的LLVP. 在遥感图像数据库上进行车辆、树木及建筑物的检测实验表明,LLVP优于其他的改进型LBP特征,表明应用LLVP特征再进行检测能够以较短的训练时长达到高精度及广适应性的双重标准.     

Clustering-based hyperspectral band selection using sparse nonnegative matrix factorization

Hyperspectral imagery generally contains a very large amount of data due to hundreds of spectral bands.Band selection is often applied firstly to reduce computational cost and facilitate subsequent tas...     

基于多源遥感数据融合的SVM分类研究

针对SVM对遥感数据进行分类时出现的“同谱异物”和“椒盐现象”,提出利用LiDAR数据和遥感影像相融合的分类方法.实验结果表明：该方法在有效提高分类精度和解决“同谱异物”与“椒盐现象”的同时,还可以加快分类速度.     

基于鉴别流形的不相关稀疏投影非负矩阵分解

基于流形学习、稀疏表示和鉴别分析理论,提出一种基于鉴别流形的统计不相关稀疏投影非负矩阵分解(discriminative manifold—based uncorrelated sparse projective NMF, DMUPNMF)算法。该方法继承了线性投影NMF优点,充分利用了数据集的局部和非局部几何鉴别信息,能够从数据集中抽取不相关鉴别特征,且分解结果具有良好的数据局部表示和稀疏性;给出多乘更新规则求解优化算法并证明其收敛性,还给出投影梯度优化算法以提高收敛速度。为解决大规模数据处理中计算量和存储空间过大问题,提出一种从训练集选取少量代表性样本学习DMUPNMF方法。大量的实验表明,该算法优于现有的改进NMF算法。