一种遥感目标提取新方法

提出了一种简单实用的目标提取方法:光谱排序编码法。光谱排序编码法就是在对目标光谱与地物光谱按光谱强度大小进行排序的基础上,计算两条光谱曲线的相似度,然后,根据相似度与误差范围进行编码,从而达到识别目标的目的。文章详细介绍了算法提出的背景、原理并对算法的精度进行多种地物类型对比验证,试验结果表明算法最高精度的平均值为0.95,是一种有效的目标提取算法。     

一种新的高光谱遥感蚀变矿物提取算法——MSSS_t相似光谱匹配组合法

针对高光谱蚀变矿物提取提出的光谱角和光谱信息散度(SIDSAM_(tan))组合法在复杂地质背景下仍然存在分类精度不足的问题,将波谱特征拟合(SFF)和混合调制匹配滤波(MTMF)加入SID-SAMtan法中,提出MTMFSFF-SIDSAM_(tan)(MSSS_t)组合法,可最大化地放大与目标波谱匹配的像元信号。采用相似度增量和相关光谱区分熵指标,定量比较MSSSt、MTMF、SFF、SIDSAM_(tan)、SID、SAM 6种方法对人工模拟的相似光谱的区分能力,发现MSSS_t法具有更强的光谱区分能力。在甘肃北山方山口地区,利用新方法从CASI-SASI高光谱影像上提取了绢云母、褐铁矿、绿泥石等9种蚀变矿物,通过地面实测验证对提取结果进行精度评价,发现9种蚀变矿物的提取精度都在90%左右,显示出MSSSt方法行之有效,可作为今后提取高光谱蚀变矿物的方法之一。     

山区可见光—近红外遥感影像浓密植被暗像元自动识别方法研究

暗目标法是目前气溶胶光学厚度遥感反演中应用最为广泛的方法,浓密植被暗像元的识别是暗目标法的基础。针对可见光—近红外影像缺少中红外波段难以有效识别浓密植被暗像元的问题,引入红波段直方图阈值法识别山区可见光—近红外影像的浓密植被暗像元。该方法利用浓密森林像元在可见光波段反射率低的特点,通过搜索红波段直方图的最小峰值自动识别浓密植被暗像元。试验中选取Landsat TM影像前4个波段利用红波段直方图阈值法识别可见光—近红外影像的浓密植被暗像元,并与在中红外波段影像和可见光—近红外影像中广泛应用的两种暗像元识别方法进行对比分析,探讨红波段直方图阈值法的有效性,最后将该方法应用于环境减灾卫星(HJ-1)CCD影像的暗像元识别和气溶胶反演。实验结果表明:红波段直方图阈值法明显优于常用的可见光—近红外影像暗像元识别方法,识别精度接近传统的中红外波段影像识别方法,相似度指数小于2和小于3的暗像元分别为83.12%和93.48%。该方法为山区可见光—近红外影像浓密植被暗像元自动识别提供了一种新的适用方法,识别结果能够满足暗目标法反演气溶胶光学厚度的要求。     

基于拉格朗日的高光谱解混算法研究*

针对混合像元分解误差问题,提出一种基于拉格朗日算法的高光谱解混算法。通过变分增广拉格朗日算法提取出部分端元,由于端元组中存在相似端元影响解混精度,利用基于梯度的光谱信息散度算法进行光谱区分,除去相似端元。通过对得到的端元进行排序,依次增加端元进行光谱解混,将满足条件的端元增加进端元组,最终得到优选端元。该方法不仅有效去除了相似端元的干扰,而且不需要不断搜索端元的组合,根据每个端元对于混合像元的重要性做出相应次数的非限制性最小二乘法计算,得到更精确高光谱端元的子集,该方法对高光谱混合像元解混的效率以及可靠性均有所提高。     

基于各向异性Markov随机场的遥感影像亚像元尺度建筑物提取

基于遥感影像的建筑物自动提取方法容易受混合像元影响,目标提取精度不高。亚像元定位可以提取亚像元尺度地物分布信息,减轻混合像元对目标提取结果造成的影响。传统亚像元定位模型采用各向同性邻域描述地物的空间相关性,并没有考虑地物特有的形状信息,难以满足建筑物提取的需要。在考虑建筑物光谱特征的基础上,建立了平行与垂直于目标建筑物主方向的各向异性邻域,并采用基于各向异性Markov随机场的亚像元定位模型进行了亚像元尺度的建筑物提取。基于QuickBird多光谱数据与AVIRIS高光谱数据的实验结果表明,该模型提取的建筑物不仅具有更高的空间分辨率,而且能够较好地保持建筑物边缘与角点的形状信息,是一种有效的亚像元尺度建筑物提取方法。     

基于混合像元分解的高光谱影像柑橘识别方法

为及时准确地监测柑橘种植信息,以江西省会昌县作为研究区,采用EO-1 Hyperion高光谱影像作为数据源,构建了基于混合像元分解的高光谱影像柑橘识别方法。首先,针对EO-1 Hyperion高光谱影像提供了242个波段,光谱范围广的特点,在波段选择、大气校正等预处理的基础上,提取研究区典型地物端元光谱曲线;然后,利用全约束线性光谱混合模型进行混合像元分解,提取出柑橘端元的丰度值,并通过对照高分遥感影像,构建柑橘端元丰度与柑橘实际种植的对应的关系。结果表明:由于典型地物端元提取中不可避免的误差及柑橘冠层覆盖度的差异,柑橘种植的准确识别与其柑橘端元丰度阈值存在对应关系。在经过反复试验的条件下,研究区柑橘端元丰度阈值设定在0.30~0.45范围之内,总精度达到90%以上,能够满足柑橘种植识别要求。     

基于局部连续性与全局相似性的光谱保持型亚像元映射

遥感图像的像元级分类精度受混合像元的影响. 亚像元映射以像元分解获得的丰度值为基础,在地物分布规律的约束下,细化估计各类地物的亚像元级分布模式. 本文同时考虑了地物分布的空间与光谱信息,提出了一种基于局部连续性与全局相似性的光谱保持型亚像元映射算法. 针对地物的空间分布特性,提出了利用类内离散度对局部连续性进行建模,并通过相似分布像元表示误差引入全局相似性约束项. 针对地物的光谱特性,采用最小化光谱误差约束了亚像元映射过程中的光谱无失真性. 模拟数据与真实数据上的实验结果表明,本文算法比其他同类算法具有更高的估计精度,且更适合于实际应用.     

基于端元子集优选的高光谱解混算法研究

针对采用最大体积单体MVS(Maximization Volume Simplex)端元提取算法进行端元初选时存在相似端元光谱问题,提出一种光谱信息散度SID(Spectral Information Divergence)和光谱梯度角SGA(Spectral Gradient Angle)相结合以区分两个相似端元光谱的方法。该方法对经过端元初选之后的端元子集进行端元的二次选择,采用以SID_SG作为最相似端元选择的判据,除去相似端元,降低相似端元对解混精度的影响,利用全约束最小二乘法进行丰度估计。实验结果表明,提出的优化方法与传统方法相比,提高了端元的选择精度,重构影像与原始影像之间的均方根误差RMSE(Root Mean Square Error)也有所降低,分布更加均匀。该方法对高光谱遥感影像进行深度解译具有十分重要的意义。     

基于光谱和时相特征的夏玉米遥感识别

精确提取作物种植面积一直是农业遥感关注的主要问题之一。综合运用低分辨率的时相变化特征和中分辨率的光谱特征,提出一种夏玉米识别方法。首先基于MODIS NDVI时间序列曲线,分析夏玉米在时相变化上的识别特征,构建识别模型。夏玉米纯像元利用识别模型识别,而耕地和非耕地类型的植被产生的混合像元,则基于像元分解办法获取耕地组分的NDVI时序特征,再利用识别模型判定,然后结合土地利用数据根据空间关系得到中分辨率结果;玉米与其他作物的混合像元则利用中分辨率尺度光谱差异加以区分。研究结果表明,在伊洛河流域主要农业区,识别精度达到90.33%,为作物类型识别提供了新的思路。     

基于异常探测的高光谱端元提取方法研究

端元提取是高光谱影像分析重要且具有挑战性的任务,是解决高光谱图像混合像元分解关键的步骤。现行的高光谱端元提取算法在端元提取过程中,异常像元同时加入到端元数组中,如何有效区分异常与端元,成为高光谱遥感端元提取的瓶颈,也是提高高光谱图像混合像元分解精度的关键因素。提出一种基于异常探测的高光谱端元提取方法,首先利用RX算法对原始影像进行异常探测,根据异常探测的结果剔除一定数量的像元,将剔除的像元用原始图像均值向量替代,再对影像进行正交子空间投影(OSP)提取端元。实验表明,该方法能够有效区分异常与端元,抑制异常像元参与端元提取,同时处理后的图像端元提取的结果受异常处理的影响很小,证明了去除异常信息后提取端元的可行性。     

基于联合直方图的运动目标检测算法

从视频序列图像中检测完整的运动目标一直是计算机视觉研究的热点,基于联合直方图提出了一种运动目标检测算法。该算法利用联合直方图来描述相邻帧间的相似性,通过对视频序列中相邻两帧图像进行逐次分块,计算相邻帧对应分块的联合直方图并结合构造的相似性指标以逐步去除背景块,算法对运动目标本身不作处理,就能有效地避免检测到的运动目标出现空洞现象,最终得到了完整的运动目标。数值实验说明了该算法具有较好的检测性。     

融合评分差异和兴趣相似性的协同过滤推荐算法

为了解决在传统的协同过滤推荐算法中存在的相似性计算不准确的问题,并提高推荐系统的质量,提出一种用户相似度计算方法。在用户共同评分的基础上,该方法根据评分差值和时间特征来计算评分差值的信息熵;然后,利用用户评分差值的信息熵和评分项目属性计算出用户的相似度;最后,根据用户相似度计算出用户的最近邻居,以此预测目标项目的评分。实验结果表明,所提算法更加准确地实现了目标用户最近邻居的查找,有效地提高了推荐的准确性。     

融合VSM技术的PageRank算法研究与应用

为解决PageRank算法存在的"主题漂移"问题,本文提出一种融合VSM(向量空间模型)技术的改进方法。首先根据网页的链接结构计算PageRank值,然后建立网页的内容特征向量空间,计算主题内容相似度,最后将这两个值按一定的权重系数进行融合计算,产生新的PageRank值。经过对比实验证明,改进后的PageRank算法减少了无关网页的数量,为搜索引擎提供了更好的排序结果。     

基于注意力机制与图网络的多目标跟踪

在基于检测的多目标跟踪算法中,为了获取更具鉴别性的特征以及解决复杂场景下目标的频繁带来的目标丢失以及身份切换问题,提出了一种基于注意力机制与图网络的多目标跟踪算法。算法利用Resnet-34-CBAM网络作为外观特征提取网络,分别将相邻帧的外观特征、位置信息利用特征融合网络进行融合,将获得的融合特征与运动特征分别使用不同更新策略的图网络进行更新,分别获得融合特征与运动特征相似度,使用超参数将两种相似度结合,进而获得相邻帧目标之间的相似度。最终使用匈牙利算法完成关联实现跟踪任务。最后在MOT17数据集进行实验,相较MOTDT算法,MOTA指标提升2.7%,MOTP指标提升6.4%,IDF1指标提升5.9%。实验结果证明,提出的基于图网络与注意力机制的多目标跟踪算法可以有效提高多目标跟踪的整体性能,并有效降低身份切换。     

基于动态规划的Needleman-Wunsch双序列比对算法的分析与研究

生物序列比对是生物信息学中最基础的研究课题之一.基于动态规划的Needleman-Wunsch双序列比对算法主要采用迭代算法及空位罚分规则对基因序列进行逐一比对,计算二者相似性得分,最后通过回溯分析得出序列之间的最佳比对.虽然该算法可以得到最佳比对结果,但是时间复杂度和空间复杂度较高.首先对原算法进行分析,对计算得分和...     

自适应目标变化的时空上下文抗遮挡跟踪算法

在传统时空上下文目标跟踪过程中,为了自适应目标尺度变化,以及解决目标跟踪失败的跟踪无法恢复问题,提出了一种自适应目标变化的时空上下文抗遮挡跟踪算法 STC ALD。首先,在初始框采取TLD中值流算法初始化跟踪点,并利用F B误差算法预测下一帧跟踪点位置。其次利用STC算法计算得到目标框并计算其保守相似度, 当超过设定阈值即跟踪有效,将跟踪点与目标框进行运动相似度计算以便进行窗口调整。相反,利用检测器进行检测,对单一聚类框直接输出,而对多个检测聚类框学习其时空上下文模型,利用当前空间模型逐个计算其置信度,输出置信值最大者。最后,进行在线学习更新分类器的相关参数。对不同的测试视频序列进行实验,结果表明,STC ALD算法能够适用于目标尺度变化、遮挡等复杂情景下的跟踪,具有一定的鲁棒性。     

融合项目标签相似性的协同过滤推荐算法

针对传统推荐算法在相似性计算和评分预测方法中存在预测精度和稳定性的不足,为进一步提高算法精确度和稳定性,提出一种新的推荐算法。首先,依据各项目的重要标签的数量,计算出项目间M²相似性,依据该相似性构成该项目的邻近项目集;然后,参考Slope One加权算法思想,定义了新的评分预测方法;最后,使用该评分方法基于邻近项目集对用户评分进行预测。为了验证该算法的准确性和稳定性,在MovieLens数据集上与基于曼哈顿距离的K-最近邻（KNN）算法等传统推荐算法进行了对比,实验结果表明该算法与KNN算法相比平均绝对误差下降7.6%,均方根误差下降7.1%,并且在稳定性方面也更好,能更准确地为用户提供个性化推荐。     

基于二分图划分联合聚类的协同过滤推荐算法

准确而积极地向用户提供他们可能感兴趣的信息或服务是推荐系统的主要任务。协同过滤是采用得最广泛的推荐算法之一,而数据稀疏的问题往往严重影响推荐质量。为了解决这个问题,提出了基于二分图划分联合聚类的协同过滤推荐算法。首先将用户与项目构建成二分图进行联合聚类,从而映射到低维潜在特征空间;其次根据聚类结果改进2种相似性计算策略:簇偏好相似性和评分相似性,并将二者相结合。基于结合的相似性,分别采用基于用户和项目的方法来获得对未知目标评分的预测。最后,将这些预测结果进行融合。实验结果表明,所提算法比最新的联合聚类协同过滤推荐算法具有更好的性能。