[发明专利]一种基于图论的高光谱图像显著度计算方法

摘要

本发明公开了一种基于图论的高光谱图像显著度计算方法，包括以下步骤：1）将输入的高光谱图像以图表示；2）对图进行权值计算，构建权重矩阵,权重矩阵中的元素值反映了中任意一个顶点和其他所有顶点的联系；3）像元的全局显著性计算，像元的全局显著性等于它与图像中所有其它像元间权值的总和：4）像元的局部显著性计算，像元的局部显著性用其邻域背景像素的方差来表示：5）像元的最终显著度计算，将对应像元的全局显著性与局部显著性相乘，得到各像元的最终显著度。本发明在计算高光谱图像显著度时，充分考虑了感兴趣目标的光谱特性和几何尺寸特性，因此，能够有效抑制背景的干扰，提高感兴趣区域的提取效果。

主权项

1.一种基于图论的高光谱图像显著度计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将高光谱图像以图表示：设有高光谱图像I，大小为M×N，波段数为L，以高光谱图像中的每个像元为顶点，以像元间的联系为边，构造一个带权的全连接无向图，记为图G，图G用权重矩阵W表示，W矩阵大小为(M×N)×(M×N)；（2）权值计算：权重矩阵W中的元素值反映了G中任意一个顶点和其他所有顶点的联系，记w((i,j),(p,q))为像元G(i,j)和像元G(p,q)间的权重，其计算公式为：w((i,j),(p,q))＝d((i,j),(p,q))*f((i,j),(p,q))其中，d((i,j),(p,q))为两像元间的光谱差异性，这里采用欧氏距离来度量，其计算式为：d((i,j),(p,q))=Σk=1L(G(i,j,k)-G(p,q,k))2]]>f((i,j),(p,q))为像元间的光谱差异性的衰减函数，其计算式为：f((i,j),(p,q))=exp(-((i-p)2+(j-q)22α2))]]>其中，α为影响因子，决定像元全局显著性度量的比较范围，α值越大比较范围越大，α值越小比较范围越小；并将构造的权重矩阵按列进行归一化；（3）像元的全局显著性计算：像元的度等于它与图像中所有其它像元间权值的总和，像元(i,j)的度S_g(i,j)定义为：Sg(i,j)=Σp=1MΣq=1Nw((i,j),(p,q));]]>（4）像元的局部显著性计算：像元的局部显著性用其邻域背景像素的方差来表示，方差越小，像元的局部显著性越强，像元(i,j)的局部显著性用下式计算：Sl(i,j)=1/(1#BΣxk∈B(xk-x‾)2+ϵ);]]>其中，B为像元(i,j)的邻域背景像元集，#(B)为像元(i,j)的邻域背景像元的个数，为背景像元的均值，ε为常数，以避免公式的分母为零；（5）像元的最终显著度计算：按下式计算每个像元的显著度值：S(i,j)＝S_g(i,j)·S_l(i,j)。