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基于超像素样本扩充的空谱全卷积高光谱图像分类方法
本成果提出的基于超像素样本扩充的空谱全卷积高光谱图像分类方法有效的利用高光谱图像的超像素分割结果指导伪样本扩充增加了训练集样本数量，解决了高光谱图像有标记样本的稀缺问题，同时空谱的全卷积分类网络也充分利用了多尺度的空间特征和光谱特征实现了较高的分类精度。
成果非涉密，专利申请已经提交。
实验采用反射光学系统成像光谱仪（ROSIS）传感器获取意大利北部帕维亚大学（Pavia University）的高光谱图像数据。该数据集由 103 个光谱带组成，共 610×340 像素，光谱覆盖范围从 430nm 到 860nm，空间分辨率为 1.3m。该数据集一共含有 9 个类别的 42776个有标记样本，选取每类 30 个有标记样本作为训练集，其余作为测试集。
由下表可以看出，在每类选取 30 个样本的情况下，本 模 型 的 OA，AA，Kappa系 数 比 DFFN 模 型 高 出20.8%，17.4% 和 26.5%；比CNN 高 出 23.1%，18.8% 和29.2%。并且下表证明了使用了伪标签样本扩充的空谱全卷积网络的本方法在小样本情况下每个类的分类准确性均优于 DFFN 和 CNN，达到了较好的分类效果。
表 1 PaviaU 数据集上对比实验结果
西安电子科技大学
2023-03-03
基于空谱差分辅助核联合稀疏表示的高光谱图像分类
该成果提出了一种基于空谱差分辅助核联合稀疏表示分类的高光谱图像分类方法。本章方法的主要创新性在于：1）能够将光谱的差分辅助信息和原光谱特征信息有效结合。2）能够考虑不同光谱属性间的高阶空间相关信息。3）原空谱和差分空谱核特征字典的信息通过具有混合正则的核联合稀疏表示分类方法得到充分利用。通过在真实高光谱图像数据上的实验表明，该成果提出的方法能够有效地提高高光谱遥感图像的分类效果。
主要技术指标
不同数据集下的训练样本与测试样本数参阅表 1. 在该训练样本集数量下的分类结果表现参见表 2. 相比于传统分类器 SVM，OA 提高了约 20%；相比于 SOMP，OA 提高了约20%。
该成果无需使用 GPU 资源在保证精度的同时有效提升了分类的精度和效果，同时在较少训练样本条件下仍能得到较好的分类精度和分类效果。
表 1. 不同数据集下的训练样本选取数量
表 2. PaviaU 大学数据下不同方法的正确率比较
西安电子科技大学
2023-03-22
一种高光谱图像端元个数自动估计的端元提取方法
本发明公开了一种高光谱图像端元个数自动估计的端元提取方 法，首先使用 PPI 算法计算高光谱图像中所有像元的 PPI 值，根据像 元的 PPI 值确定初始候选端元集，并对初始候选端元按 PPI 值由大到 小进行排序；然后依次剔除初始候选端元集中独立性最弱的候选端元， 同时获得随端元个数递减的候选端元集的重构精度曲线和端元独立性 曲线，通过寻找这两条曲线变化的显著性位置确定端元个数的取值范 围；最后利用 SGA 算法获取不同端元个数下的二次选择候选端元集， 根据这些候选端元集所构成的重构精度曲线，确定最终的端元个数， 同时获得最终的端元提取结果。本发明不需要事先给定端元的个数， 有利于端元提取的自动化处理，同时提取的端元准确性高。
华中科技大学
2021-04-11
基于丰度显著性分析的高光谱图像解混方法及系统
本发明提供基于丰度显著性分析的高光谱图像解混方法及系统，包括建立待处理的高光谱遥感图像 的端元光谱库；用基于稀疏回归的混合像元分解方法对每个像元进行初步混合像元分解并按照丰度值的 大小降序排列，对排序后的丰度序列进行显著性分析，得到显著性丰度的临界值，然后根据预设的显著 性丰度阈值进行判断组成该像元的稀疏表示端元子集；最后采用丰度约束的最小二乘法再次进行混合像 元分解，将结果作为最终的混合像元分解结果。本发明可以得到更为稀疏和准确的像元表示端元
武汉大学
2021-04-14
光谱检测技术
研究团队十余年来致力于光谱检测与分析领域，研发了数件产品，持有多项发明专利，发表了多篇高水平论文。例如， 1）采用紫外-可见光谱技术实现了水质COD和浊度的在线监测。自主开发了浸没式、小型化、一体化的采样分析的探头，直径仅50 mm，能耗低，可在野外无人值守环境工作。2）采用红外光谱技术实现水体CO2含量的在线监测，分辨率高，稳定性高。目前，探头正在三峡库区进行测试。3）建立一系列基于表面增强拉曼光谱效应的新型光学免疫检测方法，发展了相关纳米光学探针和微通道芯片器件，实现了血液、唾液等体外复杂环境中肿瘤标志物（包括循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA、肿瘤来源外泌体表面受体分子及内含miRNA分子等）的高灵敏、高通量和快速检测。
上海理工大学
2023-05-09
像元解混逆过程：规格化多端元分解的高光谱重构方法
本发明涉及一种像元解混逆过程：规格化多端元分解的高光谱重构方法,其特征在于：包括多光谱图像的反射率图像进行规格化多端元分解获得高光谱数据,多光谱影像中提取的地物光谱可分解为光谱形状和像元值两本分的线性组合,规格化多端元分解的高光谱重构方法就是根据光谱库中纯端元进行不同性质的混合来获取混合场景中最优的端元组分,从而避免端元过多带来的噪声放大和端元过少造成的精度下降现象,并在精确解混的基础上考虑端元的时空变化,在减少计算量同时准确重构高光谱数据。
北京大学
2021-02-01
一种野外连续测试原位水稻土高光谱的车载微型铧犁装置
本实用新型公开了一种野外连续测试原位水稻土高光谱的车载微型铧犁装置。铧犁立柱和光谱组件立柱通过定位杆固定在连接桥上，铧犁刀片固定在铧犁立柱底端，保护罩固定在光谱组件立柱底端，保护罩靠近土壤一侧底部开有透光孔，蓝宝石固定在透光孔正上方，蓝宝石横截面中心和透光孔横截面中心连线与光谱传感器的中心轴线重合，将装置通过连接桥与微型履带式拖拉机固定后，打开光谱仪和光源电源，设置光谱仪的数据自动采集频率，启动微型履带式拖拉机拖动本装置，进行野外原位水稻土光谱连续测试。使土壤原位高光谱的大范围实时连续测量更加简单，省时省力。
浙江大学
2021-04-13
一种基于鲁棒低秩张量的高光谱图像去噪方法
本发明提出了一种基于鲁棒低秩张量的高光谱图像去噪方法，包括建立高光谱图像噪声的数学模型， 构造高光谱图像鲁棒低秩张量（RLRTR）去噪模型，求解 RLRTR 去噪优化模型。本发明充分利用高光 谱图像（HSI）的先验知识，高光谱图像被不同的噪声污染，如高斯噪声、脉冲噪声、死像素和条带噪 声等。利用干净的高光谱图像数据具有潜在的低秩张量特性以及异常和非高斯噪声具有稀疏性的特性， 同时分别采用核范数和 l2,1 范数来表征低秩和稀疏特性；本发明的技术
武汉大学
2021-04-14
光栅光谱仪重又叠光谱分级器
光栅光谱仪重叠光谱分级器是一台在光谱仪的光源和光探测狭缝之间安装光谱分级器件，在高度方向上将不同级次的光分离达到分离重叠光谱的目的仪器。该仪器不但以消除光栅光谱仪高级次重叠光谱，而且克服现有技术在分析不同波长的光谱时都要重新安装和选用滤光片的麻烦。 现在国内外的光谱仪器都能在紫外到红外之间进行分光和探测。由于光栅具有独特的分光特性，光栅光谱仪的应用日益广泛，且具有取代干涉光谱仪和棱镜光谱仪等的趋势。光栅光谱仪入射光源被分光器件分光以后，由光栅方程可知，一级光谱的某些谱线可能和二级、三级、四级……光谱的谱线重叠。光栅光谱仪器高级次重叠光谱常给光谱分析带来误判。以使用光栅一级光谱，工作波长在300—1000nm的光栅光谱仪为列，它在600—1000nm就叠加了300—500nm波段光的二级谱。传统的方法是就在这个叠加光谱区增加一个500nm前截止滤光片，阻止300—500nm波段的光谱信号来获得600—1000nm的光谱信号。这种方法虽然可行，但是在分析不同波长的光谱时都要重新安装和选用滤光片，相当繁琐。 而此光栅光谱仪重叠光谱分级器，由于在光谱仪光源和光探测狭缝之间增加了分光结构，在光入射到光谱仪光 深测狭缝之前将其在高度方向上分开，实现光谱重级谱线的分离。该仪器结构简单使用方便，通用便捷，与光栅光谱仪器集成使用，不需要临时拆装，可以有效消除光栅光谱仪高级次重叠光谱。
上海理工大学
2021-04-11
宽光谱微型光谱仪信号处理系统
本实用新型提供一种宽光谱微型光谱仪信号处理系统，包括 FPGA 主控模块、CCD 模块、CCD 滤 波电路、AD 采样模块、USB 模块和电源，FPGA 主控模块分别与 CCD 模块、AD 采样模块、USB 模块 相连。当光信号由光纤经过分光系统分光后，由通过 FPGA 控制的 CCD 进行光电转化，转化后的模拟 电信号经过CCD滤波电路后由AD采样芯片进行高速采样并转化为数字信号存入FPGA内的缓存模块， 之后由 FPGA 内的 USB 发送
武汉大学
2021-04-14