本書以高光譜圖像分類技術(shù)為核心,采用理論方法詳解與實驗分析論證相結(jié)合的方式,從高光譜顯微圖像維度約減及分類技術(shù)、多尺度深度學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)高光譜顯微圖像分類技術(shù),到高光譜圖像結(jié)構(gòu)感知學(xué)習(xí)、空間信息提取的地物分類技術(shù),再到多源數(shù)據(jù)融合分類技術(shù)等多個方面,介紹了高光譜圖像分類領(lǐng)域的理論發(fā)展和前沿技術(shù)。
本書可作為從事高光譜圖像分類解譯研究的科研人員的工具書,幫助從業(yè)人員系統(tǒng)了解高光譜圖像分類解譯方法的研究進展,同時使讀者能夠系統(tǒng)地了解高光譜圖像分類技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)和新進展。
作者長期從事高光譜圖像處理、目標檢測與識別等領(lǐng)域的研究工作,本書是作者團隊多年研究成果的系統(tǒng)總結(jié)。
本書理論結(jié)合實踐,具有很強的實踐指導(dǎo)意義,可以為高光譜圖像的分類解譯應(yīng)用提供技術(shù)參考,也可作為從事高光譜圖像信息解譯研究人員的專業(yè)書,幫助從業(yè)人員系統(tǒng)了解高光譜圖像分類解譯方法的研究進展,有助于提高我國高光譜圖像處理和應(yīng)用水平。
李偉 北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、副院長,國家優(yōu) 秀青年科學(xué)基金、北京市杰出青年科學(xué)基金獲得者。主要從事高光譜圖像處理、目標檢測與識別等方向的研究,發(fā)表論文一百余篇,論文被谷歌學(xué)術(shù)引用一萬八千余次,連續(xù)入選科睿唯安全球高被引科學(xué) 家名單。當選英國技術(shù)工程學(xué)會會士,獲中國電子學(xué)會自然科學(xué)一等獎、中國指揮與控制學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎技術(shù)發(fā)明類一等獎等。 張蒙蒙 北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院副研究員。主要從事高光譜多源遙感圖像分析方向的研究,發(fā)表論文三十余篇。先后主持國家自然科學(xué)基金面上項目、青年科學(xué)基金項目、博士后創(chuàng)新人才支持計劃、北京市自然科學(xué)基金面上項目等,入選北京市科協(xié)青年人才托舉工程,獲中國電子學(xué)會自然科學(xué)一等獎等。 陶然 北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,國家 級教學(xué)名師。主要從事高維信號處理理論及方法研究,發(fā)表論文二百 余篇。擔任國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項目帶頭人、教育 部創(chuàng)新團隊帶頭人等,獲國家 級教學(xué)成果獎二等獎,獲教育 部自然科學(xué)獎一等獎等省部級獎項六項。
第 1 章 高光譜圖像分類概述 1
1.1 高光譜圖像 1
1.2 高光譜圖像分類現(xiàn)狀 3
1.2.1 高光譜圖像特征提取方法 3
1.2.2 高光譜分類器設(shè)計方法 7
1.2.3 高光譜圖像特征提取及分類難點分析 11
參考文獻 13
第 2 章 高光譜顯微圖像維度約減及分類 19
2.1 高光譜顯微圖像成像系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集19
2.1.1 高光譜顯微圖像成像系統(tǒng) 19
2.1.2 膜性腎病病理組織標準化數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理 20
2.2 基于空譜密度峰值的高光譜顯微圖像維度約減25
2.2.1 引言 25
2.2.2 相關(guān)原理與方法 26
2.2.3 基于空譜密度峰值的維度約減方法 27
2.2.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 30
2.3 基于張量表示的高光譜顯微圖像多特征提取39
2.3.1 引言 39
2.3.2 張量相關(guān)原理與知識 39
2.3.3 基于判別張量的多特征融合提取算法 39
2.3.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 43
2.4 基于張量回歸分析的高光譜顯微圖像分類52
2.4.1 引言 52
2.4.2 最小二乘回歸分析方法 52
2.4.3 基于張量塊的判別線性回歸分析方法 52
2.4.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 55
參考文獻 60
第3 章 高光譜顯微圖像多尺度深度學(xué)習(xí)分類 63
3.1 基于深度學(xué)習(xí)的高光譜顯微圖像膜性腎病分類63
3.1.1 圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理 63
3.1.2 膜性腎病分類模型 68
3.1.3 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 74
3.2 基于深度特征融合網(wǎng)絡(luò)的高光譜顯微圖像分類83
3.2.1 深度特征融合網(wǎng)絡(luò) 84
3.2.2 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 88
3.3 基于Gabor 引導(dǎo)CNN 的高光譜顯微圖像分類93
3.3.1 基于CNN 和Gabor 濾波器的分類算法 94
3.3.2 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 97
參考文獻 102
第4 章 高光譜圖像結(jié)構(gòu)感知學(xué)習(xí)模型及分類 104
4.1 基于結(jié)構(gòu)感知協(xié)同表示的高光譜圖像分類 104
4.1.1 引言 104
4.1.2 SaCRT 模型 105
4.1.3 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 109
4.2 基于DMLSR 的高光譜圖像分類 123
4.2.1 引言 123
4.2.2 DMLSR 模型 124
4.2.3 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 126
4.3 基于ICS-DLSR 的濱海濕地數(shù)據(jù)樣本空間變換 140
4.3.1 引言 140
4.3.2 濱海濕地典型地物高光譜遙感數(shù)據(jù)特征分析 141
4.3.3 基于回歸表示的樣本空間變換及ICS-DLSR 模型 143
4.3.4 濱海濕地數(shù)據(jù)樣本空間變換效果分析 145
4.4 基于SPCRGE 的高光譜圖像分類 149
4.4.1 引言 149
4.4.2 模型基礎(chǔ) 151
4.4.3 SPCRGE 模型 153
4.4.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 155
參考文獻 169
第5 章 高光譜圖像空間信息提取及分類 173
5.1 基于多形變體輸入的深度學(xué)習(xí)高光譜圖像分類 173
5.1.1 DR-CNN 模型 173
5.1.2 多形變體輸入及特征提取 175
5.1.3 DR-CNN 模型訓(xùn)練 180
5.1.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 181
5.2 基于像素對的數(shù)據(jù)增強及高光譜圖像分類 194
5.2.1 像素配對模型 195
5.2.2 基于像素對輸入的深度特征提取 195
5.2.3 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 196
5.3 基于像素塊配對的高光譜圖像深度網(wǎng)絡(luò)分類 202
5.3.1 基于數(shù)據(jù)增強的CNN 分類模型 203
5.3.2 傳統(tǒng)樣本擴充方法 204
5.3.3 基于像素塊配對的樣本擴充方法 205
5.3.4 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 208
參考文獻 213
第6 章 高光譜多源數(shù)據(jù)融合分類 216
6.1 多源遙感融合分類研究現(xiàn)狀 216
6.1.1 多源傳感器融合分類研究現(xiàn)狀 216
6.1.2 基于高光譜的多源遙感融合分類研究現(xiàn)狀 218
6.2 基于CNN 的高光譜多源數(shù)據(jù)融合分類 220
6.2.1 雙通道CNN 與級聯(lián)CNN 221
6.2.2 雙分支CNN 訓(xùn)練及分析 223
6.2.3 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 224
6.3 基于結(jié)構(gòu)信息聚合的HSI 與LiDAR 數(shù)據(jù)的融合分類 232
6.3.1 基于IP-CNN 的結(jié)構(gòu)信息聚合分類模型 233
6.3.2 語義信息導(dǎo)向的分類模型及訓(xùn)練策略 234
6.3.3 HSI 協(xié)同LiDAR 數(shù)據(jù)分類實驗 235
參考文獻 242