基于超像素的高光谱图像分类算法研究

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1、学校代号10532学号S12094036分类号TP391密级公开硕士学位论文基于超像素的高光谱图像分类算法研究学位申请人姓名段无悔培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称李树涛教授学科专业控制科学与工程研究方向图像处理论文提交日期2015年4月20日湘南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中恃别加妙标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中臥明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

2、作者签名；耗毛，曰期：如年ｆ叫曰崎学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可化将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文厲于１、保密□，在年解密后适用本摄权书。２、不保密巧。＾＜’（请在ｔＵ上相应方框内打小）＇吏屯＝作者签名；１日期：２。／月４日！１厂年＿＾誦名日期：’年據＞。ｒ令參ｙ学校代号：1053

3、2学号：S12094036密级：公开湖南大学硕士学位论文基于超像素的高光谱图像分类算法研究学位申请人姓名：段无悔导师姓名及职称：李树涛教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年5月9日答辩委员会主席：刘宏立教授ResearchesonHyperspectralImageClassificationAlgorithmsbasedonSuperpixelbyDuanWuhuiB.E.(HunanUniversity)2012Athesissubmittedinpartialsatisfaction

4、oftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinControlScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiShutaoApril,2015基于超像素的高光谱图像分类算法研究摘要随着高光谱遥感系统技术的迅猛发展，高光谱图像在很多领域越来越被人们广泛应用，其中高光谱图像分类技术已经成为高光谱遥感技术的研究热点。高光谱图像具有高空间分辨率的同时，每个像元蕴含了数百个波段的光谱信息，对地物分类精度的提高有很

5、大帮助。与此同时，如何充分地利用空间信息与光谱信息来进一步提高分类精度也是具有挑战性的。本文针对高光谱图像，研究了通过自适应地提取空间纹理特征，利用空间信息来提高分类精度：1.高光谱图像的超像素分割与特征提取：研究了高光谱图像的超像素分割方法，并且提取超像素的空间信息。超像素是具有相似的纹理、亮度以及颜色等特征的相邻像素构成的图像块。用超像素代替像素进行分类，很大程度上降低复杂度。本文利用超像素算法分割高光谱图像，并且提取超像素块的平均值特征，用到分类中极大地提高了分类精度与效率。2.基于超像素的极限学习机分类方法：研究了将超像素作为整体进行分类，采用极限学习机作

6、为分类器。像素对应光谱特征，而超像素中包含了丰富的空间纹理信息，以超像素代替像素作为分类的基本单元，能够大大降低计算复杂度与提高分类效率。该算法将空间信息与光谱信息结合，运算速度快并且准确率高。3.基于超像素的合成核分类方法：合成核融合了光谱信息与空间信息，空间信息即超像素的平均值特征。本文分别构造了两核与多核函数，充分挖掘了超像素块内的空间信息，以及超像素块与其相邻超像素块之间的信息。合成核可以把在高维空间中内积运算通过原空间中向量间的运算来实现，将样本非线性映射到高维特征空间，从而达到更好的分类效果。真实数据的实验结果表明本文提出的方法有效提高了空谱特征利用率

7、和高光谱遥感图像分类精度。关键词：高光谱图像；特征提取；地物分类；空谱信息；超像素；极限学习机；合成核II硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofhyperspectralremotesensortechnology,hyperspectralimages(HSIs)havebeenwidelyusedindifferentapplications.ManyresearcheshavebeendoneinHSIclassification.Thespectralinformationwithhundredsofspectral

8、wavel