一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法
【专利摘要】本发明属于遥感信息科学【技术领域】，具体公开一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法：获取目标影像纯净波谱端元曲线；对端元波谱曲线分类，构建每类地物的波谱曲线集合；计算不同种类的地物之间光谱角弧度相似值；获取目地物两两之间光谱角相似弧度值集合的最大值；根据光谱角近似弧度值集合的最大值，获取地物的提取阈值的上限值；计算同类别地物光谱角近似弧度值；根据同类别地物光谱角近似弧度值，获取每类地物近似弧度值集合的最小值；根据每类地物近似弧度值集合的最小值，获取地物的提取阈值的下限值；比较上限值和下限值的大小，选择提取阈值，保证地物信息提取的准确性和完整性。该方法能够保证目标影像地物信息提取的准确性和完整性。
【专利说明】一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法
【技术领域】
[0001]本发明属于遥感信息科学【技术领域】。具体涉及一种光谱角填图方法的阈值选取方法。
【背景技术】
[0002]光谱角填图方法是成像光谱图像处理技术中，对地物进行识别的主要方法之一。该算法是将图像波谱直接同参考波谱匹配的一种交互式分类方法，是一种比较图像波谱与地物波谱或波谱库中地物波谱的自动分类方法。该方法充分利用了光谱维的信息，强调了光谱的形状特征，大大减少了特征信息。[0003]当前，光谱角填图方法已经成功的应用到了多个领域的地物识别中，主要是因为该方法主要关注于光谱的形态，减少了光谱特征增益和漂移的影响。在光谱角填图技术中，阈值的选择至关重要。阈值小了，信息提取结果有缺失，阈值大了，提取的准确性降低。因此，需要一种新的方法来选取阈值，用以提高光谱角填图结果的准确性和完整性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对光谱角的阈值的设定缺陷，提供一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，该方法能够保证目标影像地物信息提取的准确性和完整性。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，该方法包括以下步骤:
[0006]步骤1，获取目标影像纯净波谱端元曲线；
[0007]步骤2，根据波谱曲线的形态和特征位置，对上述步骤(1)中获取的目标影像地物的端元波谱曲线进行分类，确定目标影像的地物种类数，并构建每类目标影像地物的波谱曲线集合；
[0008]步骤3，利用光谱分析工具，分别计算不同种类的目标影像地物A、B、C之间光谱角弧度相似值rad，其中，rad (A, B)、rad (A, C)、rad (B, C)分别表示A和B、A和C、B和C三类目标影像两类地物之间光谱角弧度相似值集合；
[0009]步骤4，获取上述步骤(3)中A和B、A和C、B和C三类目标影像地物两两之间的光谱角相似弧度值集合rad (A, B)、rad (A, C)、rad (B, C)的最大值δ ΑΒ、δ Ac> δ BC ；
[0010]步骤5，根据上述步骤(4)中得到的光谱角近似弧度值集合的最大值δΑΒ、5ac、δ Be? 犹取目标影像地物 Α、B、C 的提取阈值 Athresh()ld、Bthreshold> Cthreshold 的上限值 Athreshtjldmax、
D0.thresholdmaxΛ thresholdmax 9
[0011]步骤6，利用光谱分析工具，计算同类别目标影像地物光谱角近似弧度值rad (A，A)、rad (B，B)、rad (C，C)；
[0012]步骤7:根据上述步骤(6)中得到的同类别目标影像地物光谱角的近似弧度值rad (A，A)、rad (B，B)、rad (C，C)，获取每类目标影像地物近似弧度值集合的最小值β AA、
β ΒΒ、3 CC ;[0013]步骤8，根据上述步骤(7)中得到的每类目标影像地物近似弧度值集合的最小值
β AA、β ΒΒ、β cc，获取目标影像地物A、B、C的提取阈值Athreshold' Bthreshold' Cthreshold的下限值ARP.^thresholdminΛ Dthresholdmin'' ^thresholdmin ?
[0014]步骤9:比较上述步骤(8)中得到的提取阈值上限值
^thresholdmax Λ ^thresholdmaxΛ
^thresholdmax
和上述少骤(5)中1%到的下限值Athl:esh()ldmin、Bthresholdminλ Cthresholdmin的大小，从而选择提取阈值，保证目标影像地物信息提取的准确性和完整性。
[0015]所述的步骤(1)中釆用沙漏方法、或者连续最大角凸锥的方法获取目标地物纯净端元波谱曲线。
[0016]所述的步骤(2)的具体步骤:影像目标地物种类有三种分别为A、B、C，则每类影像目标地物A、B、C的波谱曲线集合分别表示为SA=IapayafaJ, SB= {b1^b2^b3---bj}, SC=Ic1'
C2、C3...ClJ °
[0017]所述的步骤(3)中的rad (A，Β)、rad (A，C)、rad (B，C)的具体公式分别如下:
【权利要求】
1.一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 步骤I，获取目标影像纯净波谱端元曲线； 步骤2，根据波谱曲线的形态和特征位置，对上述步骤(1)中获取的目标影像地物的端元波谱曲线进行分类，确定目标影像的地物种类数，并构建每类目标影像地物的波谱曲线集合; 步骤3，利用光谱分析工具，分别计算不同种类的目标影像地物A、B、C之间光谱角弧度相似值rad，其中，rad (A, B)、rad (A, C)、rad (B, C)分别表示A和B、A和C、B和C三类目标影像两类地物之间光谱角弧度相似值集合； 步骤4，获取上述步骤(3)中A和B、A和C、B和C三类目标影像地物两两之间的光谱角相似弧度值集合 rad (A, B)、rad (A, C)、rad (B, C)的最大值 δ ΑΒ、δ Ac> δ BC ； 步骤5，根据上述步骤(4)中得到的光谱角近似弧度值集合的最大值δΑΒ、5ac、，获取目标影像地物A、B、C的提取阈值AthreshQld、BttoeshQld、C?d 的~^1 限；{^ Athresholdmax、Bthresholdmax、P.thresholdmax 9 步骤6，利用光谱分析工具，计算同类别目标影像地物光谱角近似弧度值rad(A，A)、rad (B，B)、rad (C，C)； 步骤7:根据上述步骤(6)中得到的同类别目标影像地物光谱角的近似弧度值rad (A，A)、rad (B，B)、rad (C，C)，获取每类目标影像地物近似弧度值集合的最小值β AA、β BB、3 CC ; 步骤8，根据上述步骤(7)中得到的每类目标影像地物近似弧度值集合的最小值β Μ、β ΒΒ、β CC，获取目标影像地物A、B、C的提取阈值Athreshold' Bthreshold.Cthreshold的下限值ARP.^thresholdminΛ Dthresholdmin'' ^thresholdmin ? 步骤9:比较上述步骤(8冲得到的提取阈值上限值At—x、Bt—Ct—x和上述步骤(5)中得到的下限值Athresh()ldfflin、Bthresholdfflin, Cthresholdfflin的大小，从而选择提取阈值，保证目标影像地物信息提取的准确性和完整性。
2.根据权利要求1所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(1)中采用沙漏方法、或者连续最大角凸锥的方法获取目标地物纯净端元波谱曲线。
3.根据权利要求2所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(2)的具体步骤:影像目标地物种类有三种分别为A、B、C，则每类影像目标地物A、B、C 的波谱曲线集合分别表示为 SA=IapayafaJ, SB= {t^、b2、lv..b」}，SC=IcpCyCVCjJ O
4.根据权利要求3所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(3)中的rad (A, B)、rad (A, C)、rad (B, C)的具体公式分别如下:
5.根据权利要求4所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(4)中的δΑΒ、δΑ。、δΒ。的具体公式分别如下::
6.根据权利要求5所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(5)中的 Athresholdmax、Bthresholdmax、Cthresholdmax 的具体公式分别如下:
7.根据权利要求6所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(6)中的rad (A，A)、rad (B，B)、rad (C，C)的具体公式分别如下:
8.根据权利要求7所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(7)中的βΑΑ、βΒΒ、β。。的具体公式分别如下:
9.根据权利要求8所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(8)中的 Athresholdmin、Bthresholdmin、Cthresholdmin 的具体公式分别如下:
10.根据权利要求9所述的一种提高光谱角填图精度的阈值选取方法，其特征在于:所述的步骤(9)中具体包括以下两种情况: (9.1)当某类目标影像地物的提取阈值的上限值小于下限值时，无法同时保证该类目标影像地物信息提取的准确性和完整性； (9.2)当某类目标影像地物的上限值大于等于下限值时，该类目标影像地物的光谱角填图的阈值等于这两个值或取上限值和下限值中区间中的任意值，能够同时保证该类目标影像地物信息提取的完整性和准确性。
【文档编号】G06K9/46GK103927538SQ201410099909
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】黄艳菊, 张杰林 申请人:核工业北京地质研究院