高光譜圖像實(shí)時(shí)非監(jiān)督分類方法

摘要

針對高光譜圖像分類中實(shí)時(shí)性與分類精度的平衡難題,，提出一種基于歸一化光譜向量的高光譜圖像實(shí)時(shí)性非監(jiān)督分類方法。構(gòu)建逐像元掃描模型,，以局部鄰域光譜信息為基礎(chǔ),，通過歸一化光譜向量運(yùn)算實(shí)現(xiàn)地物類別區(qū)分,。經(jīng)兩組高光譜圖像樣本測試，在分類精度與運(yùn)算效率上均優(yōu)于傳統(tǒng) K - MEANS,、ISODATA 及 “小窗口”（PRSCP）方法,，為高光譜遙感影像快速精準(zhǔn)分類提供新的技術(shù)路徑。

關(guān)鍵詞

一,、引言

高光譜遙感技術(shù)因具備豐富光譜信息，在資源調(diào)查,、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 ,。然而，高光譜數(shù)據(jù)維度高,、數(shù)據(jù)量大,，傳統(tǒng)分類方法面臨計(jì)算復(fù)雜度高、實(shí)時(shí)性差等問題 ,。非監(jiān)督分類無需先驗(yàn)樣本,，在未知地物分類場景中優(yōu)勢顯著，但如何提升其分類效率與精度,，是當(dāng)前研究焦點(diǎn) ,。

二,、方法原理

2.1 逐像元掃描模型構(gòu)建

2.2 歸一化光譜向量運(yùn)算

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)與方法

選取兩組高光譜圖像樣本（圖 2 ）,，樣本一涵蓋復(fù)雜地物類型,，樣本二為典型農(nóng)田場景。對比本文方法與傳統(tǒng) K - MEANS,、ISODATA 及 “小窗口”（PRSCP）方法,，從分類精度（總體分類精度，OA ）,、運(yùn)算效率（平均用時(shí) ）兩維度評估,。

3.2 實(shí)驗(yàn)流程

1. 數(shù)據(jù)預(yù)處理：對原始高光譜圖像進(jìn)行輻射校正、降噪處理，確保光譜數(shù)據(jù)質(zhì)量,。

2. 分類實(shí)驗(yàn)：分別采用四種方法對樣本一,、樣本二分類，記錄分類結(jié)果與運(yùn)算時(shí)間,。

3. 精度驗(yàn)證：以真實(shí)地物標(biāo)準(zhǔn)圖（圖 2 (b),、(d) ）為參考，計(jì)算總體分類精度,；通過時(shí)間對比圖（圖 4,、5 ）分析運(yùn)算效率。

四,、結(jié)果與分析

4.1 分類結(jié)果可視化

4.2 分類精度對比

4.3 運(yùn)算效率分析

五,、高光譜圖像實(shí)時(shí)非監(jiān)督分類方法的結(jié)論

以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì),、行業(yè)資深專家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實(shí)力,，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘,。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,，他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點(diǎn),，在激烈的市場競爭中脫穎而出,。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個(gè)實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,，從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會(huì)的各個(gè)角落,。

在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光,、近紅外,、短波中紅外高光譜相機(jī)，無疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn),。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠,、性價(jià)比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動(dòng)了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程,，提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位,。

此外，公司經(jīng)營的激光共聚焦,、激光散斑血流成像儀,、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品,，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手,；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù),；光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用,。

以象科技秉持著集研發(fā),、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營模式,，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)力與協(xié)同效應(yīng),。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,，為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動(dòng)力源泉。

與此同時(shí),，公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),，全面覆蓋全國各個(gè)地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速,、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者,，隨時(shí)為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,，讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂，進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度,。

以象科技憑借其團(tuán)隊(duì),、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營模式，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行,，未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,，為推動(dòng)光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。

以象科技由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì),，行業(yè)資深專家,，光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)，光學(xué)應(yīng)用博士等相關(guān)人員共同發(fā)起成立的科技型公司,，目前投產(chǎn)市場可見光,、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī),，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,，突破進(jìn)口技術(shù)壁壘，打破進(jìn)口短波紅外高光譜相機(jī)的技術(shù)限制。

以象科技是一家集研發(fā),、生產(chǎn),、銷售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營產(chǎn)品有激光共聚焦,，激光散斑血流成像儀,，光譜儀，高光譜相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品,。研發(fā)中心設(shè)立于西安,，銷售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國,。

以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì),、行業(yè)資深專家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè),，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實(shí)力,，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘,。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力,，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員,，他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察,，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點(diǎn),，在激烈的市場競爭中脫穎而出,。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個(gè)實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途,，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造,，從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界,，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會(huì)的各個(gè)角落,。

在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光,、近紅外,、短波中紅外高光譜相機(jī)，無疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn),。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠,、性價(jià)比更高的光學(xué)設(shè)備選擇,，還在一定程度上推動(dòng)了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程，提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位,。

此外,，公司經(jīng)營的激光共聚焦、激光散斑血流成像儀,、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品,，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果,，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手,；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù),；光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力,，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用,。

以象科技秉持著集研發(fā),、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營模式,，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)力與協(xié)同效應(yīng),。其研發(fā)中心坐落于西安這充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢,，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,，為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動(dòng)力源泉。

與此同時(shí),，公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng),，全面覆蓋全國各個(gè)地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速,、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者,，隨時(shí)為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障,，讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂，進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度,。

以象科技憑借其團(tuán)隊(duì),、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營模式，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行,，未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,，為推動(dòng)光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。