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专利号: 2024105445861
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高光谱图像异常检测方法,其特征在于,所述方法包括:对待检测的高光谱图像矩阵进行分割,获取固定窗口区域和超像素的区域;

将待检测的高光谱图像矩阵转换为全局二维图像矩阵;

针对全局二维图像矩阵、固定窗口区域和超像素的区域,分别使用锚点生成模型处理和局部马氏距离模型处理,获得三种异常检测结果;

其中使用锚点生成模型处理包括:计算目标区域内每个像素点与均值向量的马氏距离;根据每个像素点与均值向量的马氏距离对所有像素点进行升序排序,获得图像矩阵;循环计算所述图像矩阵 中每个像素点与其他像素点之间的马氏距离,筛选马氏距离小于距离阈值的像素点获得点集 ;筛选出像素点的数量大于数量阈值的点集进行分析平均值,获得锚点和锚点集;

其中使用局部马氏距离模型处理包括:计算像素点与最近锚点的马氏距离,得到该像素点的异常分数,从而得到异常检测结果;

将三种异常检测结果考虑逻辑“或”“与”操作进行融合,得到最终异常检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取固定窗口区域的方法包括:将高光谱图像矩阵 划分为z个 的非重叠块的固定窗口区域 ;其中,L、M、B分别表示高光谱图像的长、宽和波段数量, , 表示固定窗口区域的长、宽;

和/或,获取超像素的区域的方法包括:

利用主成分分析PCA对高光谱图像矩阵 进行降维,其中,L、M、B分别表示高光谱图像的长、宽和波段数量;

利用超像素分割算法SLIC将降维后的高光谱图像矩阵分割为c个超像素的区域 。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将待检测的高光谱图像矩阵转换为全局二维图像矩阵,包括:将高光谱图像矩阵 转换为全局二维图像矩阵 ,其中,L、M、B分别表示高光谱图像的长、宽和波段数量,所述全局二维图像矩阵是由K个1×B的像素点组成,其中,K=L*M。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算目标区域内每个像素点与均值向量的马氏距离,包括:;

其中, 为像素点X与均值向量的马氏距离,μ为均值向量,T表示矩阵的转置, 为协方差矩阵, 为协方差矩阵的逆矩阵;M表示高光谱图像的宽;所述均值向量的表达式为:;

其中, 表示第l个像素点,K=L*M。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算所述图像矩阵 中每个像素点与其他像素点之间的马氏距离,包括:两个像素点之间的马氏距离的计算公式为:

其中, 为像素点X和像素点Y之间的马氏距离;M表示高光谱图像的宽; 为协方差矩阵, 为协方差矩阵的逆矩阵。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,筛选马氏距离小于距离阈值的像素点获得点集 ,包括:;

其中, 表示第g个点集, 表示所述图像矩阵 中的第h个向量, 表示所述图像矩阵中的第 个向量,  为非负数,gamma为距离阈值。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,筛选出像素点的数量大于数量阈值的点集进行分析平均值,获得锚点Sg和锚点集S,包括:;

其中, 表示通过数量阈值筛选后的第g个点集的元素个数, 表示通过数量阈值筛选后的第g个点集中的第q个元素,  表示1到 的全部元素之和;

所有锚点的集合称为锚点集;所述锚点集S的表达式为:;

其中, 表示筛选后的第p个点集的平均值,即第p个锚点。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算像素点与最近锚点的马氏距离,得到该像素点的异常分数,包括:;

其中,  K为像素点总数, 为第l个像素点 与最近锚点的马氏距离,为第l个像素点 与第g个锚点Sg的马氏距离;M表示高光谱图像的宽。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将三种异常检测结果考虑逻辑“或”“与”操作进行融合,得到最终异常检测结果,包括:;

其中,Final表示最终异常检测结果,OR表示逻辑“或”,AND表示逻辑“与”,R1、R2、R3分别表示三种异常检测结果, 代表权重参数。

10.一种存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法。