高光谱遥感图像波段选择和分类研究

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对于高光谱遥感图像,由于没有足够的训练样本和复杂的噪声,且标记样本不足的样本与高维波段之间存在冲突,要选择具有识别力的波段是一项具有挑战性的任务,而传统的深度神经网络在高光谱图像分类中也面临过拟合问题。本文针对以上问题提出了波段选择方法和分类方法,主要工作如下:(1)首先提出一种结合超图自动学习和最优聚类算法的波段选择方法。通过将整个波段空间随机划分为几个不同维度的子空间(LV),其中每个子空间由与其相关联的波段组成的训练样本的一组低维表示。将所有子空间的样本投影到标签空间后,采用超图自动模型保留这些投影的局部流形结构,确保同一类别的样本具有较小的距离,使用一致性矩阵整合对应于不同子空间的波段的重要性,最后通过聚类公式获取排名顺序,最终选出最优聚类结果。在三种公开数据集上,实验验证了本文提出的结合超图自动学习和最优聚类算法的分类表现比对比方法好。(2)提出了基于多尺度的集成深度混合核极限学习机的高光谱遥感图像分类算法。首先,采用自适应超像素分割技术对HSI数据集的场景进行多尺度过分割;其次,利用超像素地图分别自动包含局部和全局上下文信息,生成超像素模式(SP)和注意邻接超像素模式(ANSP)。在此基础上,提出了一个集成深度混合核极限学习机(EDHKELM)来研究SP和ANSP的深度特征。最后,通过加权输出层融合策略精确确定每个像素的类别。在三个不同数据集上实验验证了基于多尺度的深度混合核极限学习机网络的分类结果要优于其他方法。
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