[发明专利]基于快速UNCLS的高光谱亚像素探测方法

摘要

本发明提出了一种基于快速UNCLS高光谱亚像素探测方法，用于解决存在的计算性能低的问题。包括如下步骤：输入高光谱图像，得到该图像的像素矢量矩阵；初始化相关参数，计算首个目标特征矢量；用光谱特征矩阵存储目标特征矢量；计算相关矩阵，并利用矩阵升序求逆方法对其求逆；利用矩阵降序求逆方法对引导矩阵求逆，得到修正的NLCS；利用修正的NLCS和相关矩阵的逆矩阵计算丰度矩阵；判断丰度矩阵的拟合优度是否小于设定阈值，满足则结束，否则计算新的目标特征矢量，执行步骤3。通过采用矩阵升序求逆和矩阵降序求逆，对现有基于UNLCS高光谱亚像素的探测方法中UNCLS进行修正，有效地提升了高光谱亚像素探测的计算性能。

主权项

一种基于快速UNCLS的高光谱亚像素探测方法，其特征在于，包括有如下步骤：(1)读入原始高光谱图像，得到该图像的像素矢量矩阵；(2)设定迭代变量k并初始化为1,遍历所述图像的像素矢量矩阵，并将遍历得到的第k个目标特征矢量进行存储，得到当前光谱特征矩阵其中是像素矢量矩阵中的元素，是像素矢量矩阵中元素的拟合优度；(3)对得到的光谱特征矩阵进行矩阵运算，得到相关矩阵(4)利用矩阵升序求逆公式，对得到的相关矩阵求逆，得到相关矩阵的逆矩阵R_k^‑1，具体实现步骤如下：(4a)设定得到的相关矩阵的光谱特征表达式其中，M_k‑1是上级光谱特征矩阵(4b)利用矩阵升序求逆公式，对设定得到的相关矩阵的光谱特征表达式中的各分块矩阵进行替代，得到相关矩阵的逆矩阵R_k^‑1的矩阵表达式其中，$R_{11}={\left(M_{k-1}^T{M}_{k-1}\right)}^{-1}+r_{22}\·{\left(M_{k-1}^T{M}_{k-1}\right)}^{-1}{M}_{k-1}^T{t}_k{t}_k^T{M}_{k-1}^T{\left(M_{k-1}^T{M}_{k-1}\right)}^{-1}$$r_{12}=-r_{22}\·{\left(M_{k-1}^T{M}_{k-1}\right)}^{-1}{M}_{k-1}^T{t}_k$$r_{21}=r_{12}^T$(5)设定相关矩阵的矩阵表达式(6)采用矩阵降序求逆公式，对设定的相关矩阵的矩阵表达式进行运算，实现无监督非负约束最小二乘法UNCLS的修正；(7)利用修正后的UNCLS对光谱特征矩阵中目标特征矢量的丰度值进行计算，得到(8)设定所述图像的像素矢量矩阵中元素的拟合优度误差阈ε；(9)利用得到的目标丰度值计算所述图像的像素矢量矩阵中所有元素的拟合优度计算公式表示如下：(10)判断得到的拟合优度和设定的拟合优度误差阈ε是否满足若是则算法结束，否则执行步骤(11)；(11)对设定的迭代变量k加1，并利用得到的拟合优度计算第k个目标特征矢量得到光谱特征矩阵执行步骤(3)。