[发明专利]针对点目标的高光谱探测系统及方法

说明书

本发明提供了一种针对点目标的高光谱探测系统及方法，本发明采用基于混合像元光谱解混的方法，从含有点目标的混合像元光谱中分离出目标光谱，提取目标的光谱特征，并与目标光谱库中的光谱特征样本进行比对和识别，从而实现对点目标的高光谱探测和识别这一问题。

技术领域

本发明涉及一种针对点目标的高光谱探测系统及方法

背景技术

高光谱成像技术是20世纪80年代发展起来的，它在空间对地观测获取目标的几何图像的同时在宽谱段范围内获取成百上千个连续精细的光谱，光谱分辨率可达nm级。高光谱成像同时采集目标的几何、辐射及光谱信息，集相机、辐射计和光谱仪能力与一体，形成图像立方体，可以获得地面任意像元的光谱特征曲线，实现对目标的″指纹″识别。高轨卫星站得高、看得远，但由于受相机和卫星规模的约束，空间分辨率不能做的很高，一般在数十米量级。对于战斗机等小目标，在一个像元内的占比很小，呈现出典型的点目标和混合像元特征，无法直接利用传统的图像识别方法实现对点目标的探测。

针对高轨卫星在对点目标进行探测时无法对直接图像进行目标识别的问题，如何充分利用光谱的″指纹″识别特性进行目标的探测和识别，是一项迫切需要解决的任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对点目标的高光谱探测系统及方法。

本发明提供一种针对点目标的高光谱探测系统，包括：

星载高光谱成像仪，用于对视场内包含点目标的区域进行高光谱成像探测，并将获取的包含目标的高光谱探测数据发送给混合像元解混装置；

混合像元解混装置，用于从所述包含目标的高光谱探测数据中，提取背景光谱并对包含点目标的混合像元进行解混，分离出目标光谱；

目标光谱特征提取装置，用于根据分离出的目标光谱，进行目标的光谱特征提取；

光谱比对和识别装置，用于将提取到的目标的光谱特征与光谱库中的目标特征样本进行比对，识别出目标信息，对于未识别出的新目标，则将其光谱特征存入目标光谱库作为新的目标光谱特征样本。

进一步的，在上述系统中，还包括目标光谱库，用于存放目标光谱特征样本，用于提供样本与探测到的目标光谱特征进行比对与识别，并存入新目标的光谱特征。

进一步的，在上述系统中，所述目标的光谱特征包括光谱曲线、曲线峰谷关系的特征。

根据本发明的另一面，提供一种针对点目标的高光谱探测方法，包括：

星载高光谱成像仪对视场内包含点目标的区域进行高光谱成像探测，并将获取的包含目标的高光谱探测数据发送给混合像元解混装置；

混合像元解混装置从所述包含目标的高光谱探测数据中，提取背景光谱并对包含点目标的混合像元进行解混，分离出目标光谱；

目标光谱特征提取装置根据分离出的目标光谱，进行目标的光谱特征提取；

光谱比对和识别装置将提取到的目标的光谱特征与光谱库中的目标特征样本进行比对，识别出目标信息，对于未识别出的新目标，则将其光谱特征存入目标光谱库作为新的目标光谱特征样本。

进一步的，在上述方法中，目标光谱库存放目标光谱特征样本，用于提供样本与探测到的目标光谱特征进行比对与识别，并存入新目标的光谱特征。

进一步的，在上述方法中，所述目标的光谱特征包括光谱曲线、曲线峰谷关系的特征。

与现有技术相比，本发明根据高光谱探测数据进行混合像元光谱解混、光谱特征提取、光谱比对与识别及目标光谱库等装置，并不局限于装载于卫星的星上处理系统，也可以部署在地面系统完成。本发明克服了高光谱探测时因空间分辨率低目标呈点目标特性无法依靠传统图像的方式进行识别的问题，解决了目标占比较小时对目标的探测和识别问题。