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国土资源遥感  2017, Vol. 29 Issue (2): 53-59    DOI: 10.6046/gtzyyg.2017.02.08
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利用NSCT和空间聚类的高光谱图像全局异常检测
江帆1, 张晨洁2
1.苏州工业园区工业技术学校,苏州 215123;
2.长春理工大学,长春 130022
Anomaly detection algorithm based on NSCT and spatial clustering in hyperspectral imagery
JIANG Fan1, ZHANG Chenjie2
1. Industrial Technology School of Suzhou Industrial Park, Suzhou 215123, China;
2. Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
全文: PDF(684 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 在复杂背景干扰下,高光谱图像异常检测虚警率较高。针对这一问题,提出了结合非下采样contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)和空间聚类的基于支持向量数据描述(support voctor data description,SVDD)的异常检测算法。首先通过对高光谱数据进行NSCT分解,得到含有绝大部分背景信息的低频图像,与原始图像进行差运算,获取背景残差图像,以此抑制背景信息的干扰; 然后采用空间聚类法对低频图像进行聚类分割,获得各子区域的特征光谱作为SVDD训练样本进行背景建模,克服异常像元与图像随机噪声对SVDD背景建模的影响,同时降低计算量; 最后利用得到的SVDD模型对背景残差图像进行异常检测。实验结果表明,算法抑制了复杂背景的干扰,降低了虚警率,更适用于高光谱图像全局异常检测。
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樊雪
刘清旺
谭炳香
关键词 高光谱数据PHI降维波段选择法SVM    
Abstract:Due to the interference of complex background information, anomaly detection algorithm has incremental false alarm rate. In order to overcome this problem, this paper proposes an improved SVDD algorithm combining the nonsubsampled contourlet transform (NSCT) with spatial clustering. Hyperspectral imagery is transformed by NSCT, and the low frequency image containing most background information is obtained. The background residual error which is the minus of the hyperspectral imagery and low frequency image can be acquired, whereupon the background information is suppressed. Then, the low frequency image is clustered by spatial clustering method, thereupon the feature spectrum of each sub-region is computed and used as a training sample for SVDD. Hence it can eliminate the influence induced by the anomalous spectrum or random noise, and the calculated amount is also reduced at the same time. Finally, the SVDD model is used to detect background residual error data. The results show that the proposed method can inhibit the interference of complex background. It has lower false alarm rate, and hence it is more appropriate for global anomaly detection in hyperspectral imagery.
Key wordshyperspectral data    PHI    dimensionality reduction    band selection method    SVM
收稿日期: 2015-12-22      出版日期: 2017-05-03
基金资助:江苏省教育科学“十二五”规划2015年度课题“基于核心素养的信息技术内容体系重构及教学研究”(编号: B-a/2015/01/012)资助
作者简介: 江 帆(1981-),男,讲师,主要从事计算机软件开发研究。Email: 87360279@qq.com。
引用本文:   
江帆, 张晨洁. 利用NSCT和空间聚类的高光谱图像全局异常检测[J]. 国土资源遥感, 2017, 29(2): 53-59.
JIANG Fan, ZHANG Chenjie. Anomaly detection algorithm based on NSCT and spatial clustering in hyperspectral imagery. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES, 2017, 29(2): 53-59.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2017.02.08      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2017/V29/I2/53
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