專(zhuān)利名稱(chēng)：高維空間定向投影端元提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高維空間定向投影圖像分析領(lǐng)域，尤其涉及一種高維空間定向投影端元提取方法。
背景技術(shù)：
高光譜圖像進(jìn)行端元提取是依據(jù)線(xiàn)性光譜混合模型的幾何學(xué)解釋?zhuān)J(rèn)為混合像元分布在以端元為頂點(diǎn)的高維空間單形體中，而單形體在低維空間的投影一定是凸集且投影凸集的頂點(diǎn)一定是單形體頂點(diǎn)的投影。N維可視化技術(shù)將高光譜圖像的所有像元點(diǎn)從高維特征空間投影到二維平面上，并允許用戶(hù)人工選取投影點(diǎn)中可能是頂點(diǎn)的那些點(diǎn)，通過(guò)不斷地隨機(jī)生成投影平面，可以改變像元點(diǎn)的投影位置，避免漏選或錯(cuò)選。但是N維可視化技術(shù)存在以下問(wèn)題1、N維可視化中投影平面隨機(jī)產(chǎn)生，導(dǎo)致頂點(diǎn)選擇缺乏定量的評(píng)價(jià)依據(jù)； 2、主要靠操作人員人工判讀，隨意性比較大，難以提高精度；3、對(duì)操作人員理論水平要求比較高，難以向具有實(shí)際應(yīng)用需求但不具備大量專(zhuān)業(yè)知識(shí)的使用人員普及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高維空間定向投影端元提取方法，本方法是一種具有導(dǎo)向性的半自動(dòng)端元提取方法，提供一種可以評(píng)價(jià)一個(gè)投影點(diǎn)是否為原單形體頂點(diǎn)的定量指標(biāo)，并通過(guò)可視化的手段向用戶(hù)進(jìn)行展示，同時(shí)根據(jù)這個(gè)定量指標(biāo)自動(dòng)判斷端元并在可視化界面中對(duì)用戶(hù)作出提示，以克服現(xiàn)有N維可視化技術(shù)存在的上述不足。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種高維空間定向投影端元提取方法， 所述方法包括以下步驟1)輸入圖像和端元數(shù)量輸入包含η個(gè)像元的L波段高光譜圖像像元集合忉}；"=1和端元數(shù)量m;將循環(huán)計(jì)數(shù)器j賦值為1，χ方向投影向量W1賦值為e 工是第1個(gè)元素為 1其余元素為0的L維向量，L是遙感圖像波段數(shù)；2)初始化投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j = 1，將％賦值為e 2 ；如果j不等于1，將《2賦值為I^1 ；3)計(jì)算投影平面y軸對(duì)應(yīng)的基向量將I (W15Ti) I賦值給Xi，將O^ri)賦值給； 其中(Xyyi)為本次循環(huán)像元α在投影平面上的坐標(biāo)，而{wi，w2}為這個(gè)投影平面的一組基底；4)計(jì)算每個(gè)像元在投影平面內(nèi)的坐標(biāo)，按坐標(biāo)將投影點(diǎn)顯示在可視化窗口中；具體步驟如下在顯示窗口中建立平面直角坐標(biāo)系(白色背景、黑色坐標(biāo)軸)，為每個(gè)像元A按照其在步驟幻中求得的坐標(biāo)(Xi，yi)，在坐標(biāo)系中繪制一個(gè)藍(lán)色點(diǎn)；然后在顯示窗口中將會(huì)看到平面上的η個(gè)點(diǎn)；把這些點(diǎn)中最右側(cè)的一個(gè)，也就是Xi最大的那個(gè)點(diǎn)用紅色圓圈圈出，Xi 坐標(biāo)記為(xp，yp)；則(χρ, yp)對(duì)應(yīng)的像元rp是下一個(gè)端元；5)在可視化窗口中勾選出新的端元在顯示窗口中繪制一條封閉的曲線(xiàn)，表示選中曲線(xiàn)中包圍的藍(lán)色點(diǎn)；將這些藍(lán)色的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像元(L維向量)取平均值，作為下一個(gè)端
元eJ ；6)根據(jù)新端元計(jì)算投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j等于1，將賦值為h ；如
/-ι (e u )
果j不等于1，將Uj賦值為ey·；7)判斷端元數(shù)量是否達(dá)到要求將j+Ι賦值給九把。-賦值給 ；如
果j ( m，則轉(zhuǎn)步驟3)；否則，轉(zhuǎn)下一步驟；8)輸出所有端元輸出所有的；^·。作為端元。本發(fā)明的有益效果為1)本發(fā)明基于凸面單形體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在投影平面的選擇上使用與已有端元正交的平面，保證各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在投影平面上的特征與已有端元特征的差異最大化，優(yōu)于N維可視化方法中的隨機(jī)選擇投影平面；2)本發(fā)明對(duì)投影后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，將最可能是下一個(gè)端元的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，指導(dǎo)操作人員選擇，同時(shí)也允許操作人員根據(jù)實(shí)際情況自由選擇，優(yōu)于N維可視化方法中的完全自由選擇；3)本發(fā)明在不改變頂點(diǎn)選擇原理的基礎(chǔ)上降低了選擇的難度，使得端元提取變得更加直觀(guān)、定量化、自動(dòng)化。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的高維空間定向投影端元提取方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種高維空間定向投影端元提取方法，所述方法包括以下步驟1)輸入圖像和端元數(shù)量輸入包含η個(gè)像元的L波段高光譜圖像像元集合kK^P 端元數(shù)量m;將循環(huán)計(jì)數(shù)器j賦值為1，χ方向投影向量W1賦值為e 工是第1個(gè)元素為 1其余元素為0的L維向量，L是遙感圖像波段數(shù)；2)初始化投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j = 1，將％賦值為e 2 ；如果j不等于1，將《2賦值為I^1 ；3)計(jì)算投影平面y軸對(duì)應(yīng)的基向量將I (W15Ti) I賦值給Xi，將O^ri)賦值給； 其中(Xyyi)為本次循環(huán)像元α在投影平面上的坐標(biāo)，而{wi，w2}為這個(gè)投影平面的一組基底；4)計(jì)算每個(gè)像元在投影平面內(nèi)的坐標(biāo)，按坐標(biāo)將投影點(diǎn)顯示在可視化窗口中；具體步驟如下在顯示窗口中建立平面直角坐標(biāo)系(白色背景、黑色坐標(biāo)軸)，為每個(gè)像元A按照其在步驟幻中求得的坐標(biāo)(Xi，yi)，在坐標(biāo)系中繪制一個(gè)藍(lán)色點(diǎn)；然后在顯示窗口中將會(huì)看到平面上的η個(gè)點(diǎn)；把這些點(diǎn)中最右側(cè)的一個(gè)，也就是Xi最大的那個(gè)點(diǎn)用紅色圓圈圈出，Xi坐標(biāo)記為(xp，yp)；則(χρ, yp)對(duì)應(yīng)的像元rp是下一個(gè)端元；5)在可視化窗口中勾選出新的端元在顯示窗口中繪制一條封閉的曲線(xiàn)，表示選中曲線(xiàn)中包圍的藍(lán)色點(diǎn)；將這些藍(lán)色的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像元(L維向量)取平均值，作為下一個(gè)端元eJ ；6)根據(jù)新端元計(jì)算投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j等于1，將賦值為。；如
權(quán)利要求
1. 一種高維空間定向投影端元提取方法，其特征在于，包括以下步驟1)輸入圖像和端元數(shù)量輸入包含η個(gè)像元的L波段高光譜圖像像元集合^KL1和端元數(shù)量m;將循環(huán)計(jì)數(shù)器j賦值為1，χ方向投影向量W1賦值為e 工是第1個(gè)元素為1其余元素為0的L維向量，L是遙感圖像波段數(shù)；2)初始化投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j= 1，將W2賦值為e 2 ；如果j不等于1， 將W2賦值為I^1 ；3)計(jì)算投影平面y軸對(duì)應(yīng)的基向量將I(wi; r,) I賦值給Xi，將(w2，r,)賦值給Ji ；其中Ui, Yi)為本次循環(huán)像元A在投影平面上的坐標(biāo)，而Iw1, w2}為這個(gè)投影平面的一組基底；4)計(jì)算每個(gè)像元在投影平面內(nèi)的坐標(biāo)，按坐標(biāo)將投影點(diǎn)顯示在可視化窗口中；具體步驟如下在顯示窗口中建立平面直角坐標(biāo)系(白色背景、黑色坐標(biāo)軸)，為每個(gè)像元巧按照其在步驟幻中求得的坐標(biāo)(Xi，yi)，在坐標(biāo)系中繪制一個(gè)藍(lán)色點(diǎn)；然后在顯示窗口中將會(huì)看到平面上的η個(gè)點(diǎn)；把這些點(diǎn)中最右側(cè)的一個(gè)，也就是Xi最大的那個(gè)點(diǎn)用紅色圓圈圈出，Xi坐標(biāo)記為(ν yp)；則(ν yp)對(duì)應(yīng)的像元rp是下一個(gè)端元；5)在可視化窗口中勾選出新的端元在顯示窗口中繪制一條封閉的曲線(xiàn)，表示選中曲線(xiàn)中包圍的藍(lán)色點(diǎn)；將這些藍(lán)色的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像元(L維向量)取平均值，作為下一個(gè)端元6)根據(jù)新端元計(jì)算投影平面χ軸對(duì)應(yīng)的基向量如果j等于1，將賦值為。；如果j不等于1，將Uj賦值為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高維空間定向投影端元提取方法，包括以下步驟1)輸入圖像和端元數(shù)量；2)初始化投影平面x軸對(duì)應(yīng)的基向量；3)計(jì)算投影平面y軸對(duì)應(yīng)的基向量；4)計(jì)算每個(gè)像元在投影平面內(nèi)的坐標(biāo)，按坐標(biāo)將投影點(diǎn)顯示在可視化窗口中；5)在可視化窗口中勾選出新的端元；6)根據(jù)新端元計(jì)算投影平面x軸對(duì)應(yīng)的基向量；7)判斷端元數(shù)量是否達(dá)到要求；8)輸出所有端元輸出所有的作為端元。本發(fā)明的有益效果為對(duì)投影后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，將最可能是下一個(gè)端元的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，指導(dǎo)操作人員選擇，也允許操作人員根據(jù)實(shí)際情況自由選擇；在不改變頂點(diǎn)選擇原理的基礎(chǔ)上降低了選擇的難度，使端元提取變得更加直觀(guān)、定量化、自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G06K9/46GK102184400SQ20111010779
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者吳遠(yuǎn)峰, 孫旭, 張兵, 張文娟, 申茜, 高連如 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院對(duì)地觀(guān)測(cè)與數(shù)字地球科學(xué)中心