[发明专利]一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法

权利要求书

1.一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于自适应窗口的特征分解

1)自适应嵌入：选取遥感高光谱影像，根据每个目标光谱像素及其相似光谱像素的个数，确定嵌入窗口的大小；

2)、构造轨迹矩阵：对于任一波段将每个目标像素及相似像素拉伸为列向量，并记录相应的空间位置，通过对全图像素对应的列向量进行排列，得到轨迹矩阵；

3)奇异值分解：对轨迹矩阵进行奇异值分解，可得到一定数量的奇异值及对应的奇异向量；

步骤二、基于增强最大奇异值的特征重构

4)轨迹矩阵重构：选取最大奇异值及其对应的奇异向量，对轨迹矩阵进行重构；

5)像素重投影：对于重构轨迹矩阵中的每个列向量，结合2)中记录的空间位置信息，将每个像素值重新投影到原始的空间位置；

6)像素修正：部分像素在步骤1)中被多次选择，并被包含在多个列向量中得到多个重构值，对多个重构值进行平均得到最终的像素值。

2.根据权利要求1所述的一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法，其特征在于，在步骤1)中，自适应嵌入的方式具体为：定义待处理的高光谱影像X，确定其尺寸大小为N＝R×C，波段数量为B，满足R＝145，C＝145和B＝200，将影像X表示为所有光谱像素的集合，为嵌入窗口大小确定为L，对于任一光谱像素p_i，则在全图范围内选取(L-1)个相似像素，相似性度量为归一化欧式距离，则计算公式为：

其中，s_ij表示像素p_i和像素p_j的相似度，选取每个像素p_i的(L-1)个相似像素组成该像素对应的自适应嵌入窗口。

3.根据权利要求2所述的一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法，其特征在于，在步骤2)中，构造轨迹矩阵为逐波段进行，具体方式为：将原始影像X表示为所有波段图像的集合，为对于某一波段图像X_i，其对应的像元值为将每个像元值x_k对应的嵌入窗口内的所有像元，拉伸为一个列向量并记录嵌入窗口内像元的空间位置，通过对全图所有像元得到的列向量进行排列，得到轨迹矩阵G，如下式所示：

4.根据权利要求3所述的一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法，其特征在于：在步骤3)中，对轨迹矩阵G进行奇异值分解，得到奇异值(λ₁≥λ₂≥...≥λ_L)及相应的奇异向量：左奇异向量(U₁,U₂,...,U_L)和右奇异向量(V₁,V₂,...,V_L)，轨迹矩阵可写成多个子矩阵的和：

G＝G₁+G₂+...+G_L

其中，G_i表示对应第i个奇异值的子矩阵，由奇异值和相应的奇异向量构造而成。

5.根据权利要求4所述的一种增强二维奇异谱分析的空间特征提取方法，其特征在于：在步骤4)中，选用最大奇异值对应的子矩阵G₁作为轨迹矩阵G的重构：

其中表示重构轨迹矩阵G₁的每个列向量。