[发明专利]基于自适应的高光谱最优波段选择方法和装置

说明书

本发明涉及一种基于自适应的高光谱最优波段选择方法、装置、设备和计算机可存储介质，其中方法包括以下步骤：获取高光谱图像数据；计算高光谱图像数据中每个波段图像与前后波段图像的相关系数，以及每个波段的图像像素标准差，并根据所述相关系数和图像像素标准差计算波段指数；将各个波段指数进行由大到小的排列，选出排列在前面的预设数量的波段作为最优波段。本发明有效解决样本有限的前提下高光谱波段间冗余信息大的问题。

技术领域

本发明涉及高光谱数据处理领域，尤其涉及一种基于自适应的高光谱最优波段选择方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

由于高光谱图像数据维数高、数据量大、波段间数据冗余性大，会出现休斯(Hughes)现象，即在样本点数目一定的前提下，随着特征维数的增加分类精度会“先增后降”，这是影响分类精度的一个重要因素。所以如何抑制Hughes现象的出现成为高光谱数据处理的重要内容，这就需要研究如何在样本有限的前提下减少波段间的冗余信息，亦即如何进行高光谱最优波段选择。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中存在的上述一个或多个缺陷，提供一种基于自适应的高光谱最优波段选择方法、装置、设备和计算机可读存储介质，解决样本有限的前提下高光谱波段间冗余信息大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种基于自适应的高光谱最优波段选择方法，该方法包括以下步骤：

获取高光谱图像数据；

计算高光谱图像数据中每个波段图像与前后波段图像的相关系数，以及每个波段的图像像素标准差，并根据所述相关系数和图像像素标准差计算波段指数；

将各个波段指数进行由大到小的排列，选出排列在前面的预设数量的波段作为最优波段。

在根据本发明所述的基于自适应的高光谱最优波段选择方法中，所述计算高光谱图像数据中每个波段图像与前后波段图像的相关系数具体包括：

通过以下公式计算第i个波段图像与第i-1个波段图像的相关系数R_i-1,i，以及第i个波段图像与第i+1个波段图像的相关系数R_i,i+1；

其中，f_i(x,y)是第i幅图像中像素点(x,y)的像素值，是第i幅图像的像素平均值；f_j(x,y)是第j幅图像中像素点(x,y)的像素值，是第j幅图像的像素平均值；E{}为数学期望。

在根据本发明所述的基于自适应的高光谱最优波段选择方法中，所述方法通过以下公式计算每个波段的图像像素标准差：

其中，M、N分别是图像的行、列像素数，f_i(x,y)是第i幅图像中像素点(x,y)的像素值，是第i幅图像的像素平均值。

在根据本发明所述的基于自适应的高光谱最优波段选择方法中，所述方法通过以下公式根据所述相关系数和图像像素标准差计算波段指数：

其中，σ_i为第i个波段的图像像素标准差，R_i-1,i为第i个波段图像与第i-1个波段图像的相关系数，R_i,i+1为第i个波段图像与第i+1个波段图像的相关系数。

本发明第二方面还提供了一种基于自适应的高光谱最优波段选择装置，包括：

图像数据获取单元，用于获取高光谱图像数据；

波段指数计算单元，用于计算高光谱图像数据中每个波段图像与前后波段图像的相关系数，以及每个波段的图像像素标准差，并根据所述相关系数和图像像素标准差计算波段指数；