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基于圖形處理器的端元提取純像元指數(shù)方法

文檔序號(hào):6626958閱讀:563來源:國知局
基于圖形處理器的端元提取純像元指數(shù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖形處理器的端元提取純像元指數(shù)方法,克服了現(xiàn)有技術(shù)中隨著高光譜圖像精度的增加,純像元指數(shù)PPI算法計(jì)算復(fù)雜度高、對(duì)時(shí)間的消耗不斷增大,不能滿足空載實(shí)時(shí)處理的要求的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)步驟為:(1)輸入數(shù)據(jù);(2)生成隨機(jī)向量;(3)極值投影;(4)確定端元。本發(fā)明具有能能夠?qū)崟r(shí)提取高光譜圖像立方數(shù)據(jù)中的端元信息,為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供了可靠保障,顯著提高了算法的運(yùn)行效率,降低了運(yùn)行時(shí)間,并達(dá)到高光譜場景圖空載實(shí)時(shí)處理的要求,取得良好性能,并且復(fù)雜度有所提高。
【專利說明】基于圖形處理器的端元提取純像元指數(shù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】,更進(jìn)一步涉及高光譜成像遙感【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種 基于圖形處理器的端元提取純像元指數(shù)方法。本發(fā)明可用于精度更高的高光譜圖像的光譜 解混。

【背景技術(shù)】
[0002] 高光譜成像是遙感領(lǐng)域的一門新興技術(shù),通過對(duì)地表上同一區(qū)域中被測物的不同 波長輻射響應(yīng)而生成具有上百個(gè)波段的觀測圖像。一個(gè)高光譜數(shù)據(jù)立方體通常有上千兆的 數(shù)據(jù)量,高光譜圖像光譜分辨率高、圖譜合一的特點(diǎn)使其在民用和軍用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越 大的作用。
[0003] 但是在高光譜立方體圖像數(shù)據(jù)的分析中,最主要的問題是混合像元的存在。尤其 當(dāng)傳感器的空間分辨率不夠高,在光譜上不能清晰的區(qū)分物質(zhì)時(shí),這一問題尤為突出。產(chǎn)生 這一問題的主要原因是高光譜圖像有限的空間分辨率。除此之外高光譜圖像中所拍攝物質(zhì) 本身為混合物,其光譜難以被區(qū)分也是造成這一問題的重要原因。這導(dǎo)致在高光譜場景中 的單一像元所表示的被測物并非某一種特定光譜的純物質(zhì),而是由具有不同光譜特性的純 物質(zhì)的組合。為了更精準(zhǔn)的描述被測物質(zhì),產(chǎn)生了光譜解混算法。通過光譜解混可將像元 解混成不同的純物質(zhì)的組合。目前很多具有廣泛應(yīng)用的光譜解混算法都基于不同端元之間 的相互作用是線性的這一假設(shè)。在這一假設(shè)下,混合像元能夠被表示為不同端元之間的線 性組合,系數(shù)為豐度值的集合[3-5]。在這種背景下,光譜解混可以采用遙感探測應(yīng)用中的 關(guān)鍵技術(shù)--亞像元分析法進(jìn)行分析處理。近年來,為了解決高光譜場景中端元提取的問 題,許多基于不同概念的端元提取算法應(yīng)運(yùn)而生。純像元指數(shù)PPI憑借其在可視化感圖像 處理軟件ENVI中的使用和實(shí)用性已被業(yè)界廣泛采用。盡管該算法也被用做其他端元提取 算法的預(yù)處理部分,但該算法的思想是具有指導(dǎo)作用的。解決純像元指數(shù)PPI算法高度計(jì) 算復(fù)雜度,產(chǎn)生了許多并行實(shí)現(xiàn)方法。但是這些并行實(shí)現(xiàn)方法所依賴的硬件平臺(tái)均難以應(yīng) 用于在野火跟蹤、生物威脅檢測、石油泄漏和化學(xué)污染領(lǐng)域中取得良好效果的空載處理中。 考慮到這個(gè)原因,純像元指數(shù)PPI算法的實(shí)現(xiàn)的研究開始轉(zhuǎn)向可編程邏輯FPGA和圖形處理 器GPUs等重量較輕的硬件加速器平臺(tái)中。于是提出了一種改進(jìn)的基于圖形處理器GPU的 純像元指數(shù)PPI方法,該方法采用的是統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)CUDA,速度與目前其他基于圖形 處理器GPU的純像元指數(shù)PPI算法實(shí)現(xiàn)方法相比有顯著提高。同時(shí)通過多圖形處理器GPU 并行,實(shí)現(xiàn)了高光譜圖像的實(shí)時(shí)純像元指數(shù)PPI處理。
[0004] 西北工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的專利"一種基于優(yōu)化搜索策略的高光譜圖像端元提取方 法"(
【發(fā)明者】吳憲云, 郭杰, 曹金彥, 李云松, 雷杰, 王珂儼, 劉凱 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)
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