Анализ гиперспектральных данных. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Статья научная
В статье предлагаются два алгоритма анализа линейной спектральной смеси на гиперспектральных изображениях с использованием картографической основы. Картографическая основа используется для уточнения коэффициентов спектрального разложения на границах объектов (для первого алгоритма) или формирования сигнатур малых объектов (для второго алгоритма), в составе которых нет ни одного целого спектрального отсчёта. Набор используемых спектральных сигнатур может быть как задан заранее (с неопределёнными коэффициентами), так и неизвестен и извлечён в процессе работы алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается новый метод определения параметров линейной спектральной смеси для гиперспектральных изображений, позволяющий полностью исключить предварительную процедуру коррекции атмосферных искажений зарегистрированного изображения. Идея метода заключается в объединении моделей атмосферных искажений и линейной спектральной смеси в единую модель. В этом случае оценка параметров линейной спектральной смеси отсчетов гиперспектральных изображений, так же как и параметров атмосферных искажений, оказывается формально разрешимой задачей. В статье приводятся и предлагаемые агрегированные (сквозные) модели, и использованные в постановке задачи оценивания критерии, и разработанные в конечном итоге различные алгоритмы получения искомых оценок. Демонстрируется принципиальная возможность получения такого решения; приводятся погрешности оценки коэффициентов спектральной смеси, а также их зависимость от мощности шума на изображении, объёма исходной выборки и степени переопределенности набора сигнатур.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен метод атмосферной коррекции гиперспектральных изображений полученных с помощью космической съёмки. Метод основан на приближённом решении уравнения переноса модели MODTRAN с использованием совместного анализа гиперспектрального изображения полученного с помощью космической съёмки и идеального гиперспектрального изображения, свободного от атмосферных искажений.
Бесплатно
Иерархическая компрессия в задаче хранения гиперспектральных изображений
Статья научная
Исследуются возможности применения иерархической компрессии в задаче хранения гиперспектральных изображений. Приводятся результаты анализа изображений спектрометров SpecTIR и AVIRIS. Предлагаются алгоритмы аппроксимации спектральных каналов, позволяющие повысить эффективность компрессии при сохранении возможности доступа к отдельным компонентам. Приводятся результаты вычислительных экспериментов по исследованию эффективности разработанных алгоритмов на 16-битных гиперспектральных изображениях.
Бесплатно
Статья научная
Космический аппарат «Ресурс-П» позволяет проводить одновременную съёмку подстилающей поверхности мультиспектральной и гиперспектральной аппаратурой наблюдения. Получаемые мультиспектральные изображения обладают высоким пространственным, но низким спектральным разрешением. В то же время гиперспектральные данные характеризуются высоким спектральным, но низким пространственным разрешением. В статье рассматривается метод объединения гиперспектральных и мультиспектральных данных для повышения их информационных свойств.
Бесплатно
Коррекция искажений многоспектральных изображений на основе модели спектрально-контурных элементов
Статья научная
Рассматривается задача коррекции искажений на многоспектральных изображениях. Предложен новый подход к коррекции, основанный на идентификации корректирующего преобразования в пространстве спектрально-контурных элементов с метрикой Хаусдорфа. Сформулировано и теоретически обосновано необходимое условие корректируемости. Показано, что оптимизационная задача построения корректирующего преобразования может быть сведена к последовательности задач метода наименьших квадратов (МНК) c ограничениями. Экспериментальное сравнение предложенного подхода с алгоритмом на основе модели Retinex показало более высокое качество результатов коррекции на основе предложенного подхода для задач цветовой коррекции.
Бесплатно
Моделирование гиперспектрометра на спектральных фильтрах с линейно-изменяющимися параметрами
Статья научная
Статья посвящена моделированию гиперспектрометра, основанного на использовании фильтров с линейно-изменяющимися параметрами. Рассмотрены возможности восстановления спектральных отсчётов изображения на основе решения интегрального уравнения. В работе приведены оценки размеров пятна рассеяния в зависимости от параметров спектрального фильтра. Результаты численного расчёта показали, что значительное ухудшение разрешения имеет место только в случае короткофокусных оптических систем.
Бесплатно
Моделирование работы гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера, в рамках геометрической оптики
Статья научная
Рассмотрено сравнительное моделирование гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера с призмами или дифракционной решёткой, в рамках геометрической оптики. Показано, что использование дифракционной решётки вместо призмы приводит к более равномерному разбросу спектральных компонент диспергированного изображения.
Бесплатно
Моделирование работы космического гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера
Статья научная
В статье рассмотрено моделирование гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера с дифракционной решёткой, в рамках геометрооптического подхода. Показано, что при параметрах схемы, характерных для аппаратуры космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, геометрические аберрации являются малыми по сравнению с размерами элементов используемых ПЗС-матриц. Получено интегральное уравнение для восстановления спектральных компонент сигнала при наличии перекрытия спектров различных порядков.
Бесплатно
Обнаружение аномалий на гиперспектральных изображениях
Статья научная
В статье предлагается несколько новых алгоритмов обнаружения аномалий на гиперспектральных изображениях, использующих различные способы определения факта «аномальности». Производится сравнение предлагаемых алгоритмов с широко используемым RXD-алгоритмом и его модификациями, на ряде примеров продемонстрированы преимущества предложенных решений.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается и исследуется комплексный метод классификации гиперспектральных изображений с учётом пространственной близости пикселей. Ключевой особенностью метода является то, что он использует распространённые и достаточно простые алгоритмы для достижения высокой точности. Метод комбинирует результаты попиксельной классификации с использованием метода опорных векторов и множества контуров, полученных в результате кластеризации изображения методом k-means++. Для предотвращения избыточной обработки схожих данных используется метод главных компонент. Предложенный метод позволяет повысить точность и скорость классификации гиперспектральных данных.
Бесплатно
Сравнение алгоритмов управляемой поэлементной классификации гиперспектральных изображений
Статья научная
Настоящая работа посвящена решению задачи выбора наилучшего алгоритма классификации гиперспектральных изображений (ГСИ). В сравнении участвуют следующие алгоритмы: дерево решений с использованием функционала скользящего контроля, дерево решений C4.5 (C5.0), байесовский классификатор, метод максимального правдоподобия, классификатор, минимизирующий СКО решения, включая частный случай - классификацию по сопряжённости, классификатор по спектральному углу (для эмпирического среднего и ближайшего соседа), а также метод опорных векторов (SVM). В работе приведены результаты исследований этих алгоритмов на гиперспектральных снимках, полученных со спутника AVIRIS и в рамках проекта SpecTIR.
Бесплатно
