高光谱图像快速Gram行列式端元提取优化方法

高光谱图像快速Gram行列式端元提取算法基于高光谱图像最大单形体体积标准,具有容易理解、算法复杂度低、无需降维处理等特点,但是其在进行端元提取时,采用的计算公式仍需进行矩阵求逆,随着端元的逐个求解,矩阵维数增多导致计算量增加。由于端元提取时获得的端元Gram矩阵满足对称特性,引入埃尔米特矩阵(Hermitian matrix)分块求逆引理,简化矩阵求逆处理,优化快速Gram行列式端元提取方法。采用美国Cuprite矿区的机载可见光/红外成像光谱仪(airborne visible/infrared imaging spectrometer,AVIRIS)机载高光谱图像进行实验验证,并对该方法在不同初始化条件下的求解结果进行分析,结果表明快速Gram行列式端元提取方法会受到初始条件的影响,在端元、像元数量增加时所提方法可提升计算效率。

结合扩展多属性剖面与快速局部RX算法的高光谱异常目标检测

为进一步提高高光谱异常目标检测的速度与精度,提出一种基于扩展多属性剖面和改进的Reed-Xiaoli算法相结合的快速异常目标检测方法。通过数学形态学变换从高光谱图像中提取扩展多属性剖面,同时提出一种快速局部Reed-Xiaoli算法,利用矩阵求逆引理迭代更新协方差矩阵的逆,从而降低马氏距离的计算复杂度。将扩展多属性剖面与快速局部Reed-Xiaoli算法相结合,充分利用高光谱图像的光谱信息和空间信息,有效提高探测速度与精度。在3个不同的数据集上与其他经典异常目标检测方法进行比较,实验结果表明,所提算法AUC值分别为0.9967、0.9856、0.9816,运算时间分别为21.2181 s、15.1928 s、32.3379 s。该方法在检测精度和速度上都有明显的优势,具有良好的实用价值。

基于局部核RX算法的高光谱实时检测

提出了一种基于LKRX检测器的实时异常检测算法.利用局部因果滑动阵列窗,使检测系统保持因果性.根据卡尔曼滤波器的递归思想,利用Hermitian矩阵分块求逆引理和Woodbury引理,将LKRX算法中核协方差矩阵以及其逆矩阵以递归方式更新,避免了数据的重复计算和逆矩阵的求解,大大降低了算法复杂度.通过真实数据进行实验,结果表明,与LKRX算法相比,实时LKRX算法在保持相同检测精度的同时,消耗更少的计算时间;而与实时RX算法相比,实时LKRX算法能够检测到更多的异常目标.

噪声相关多传感器系统的微观EKF融合算法

集中式融合滤波对于噪声相关非线性多传感器系统很重要。首先,在扩展Kalman滤波器(EKF)的基础上,利用矩阵求逆引理推导出噪声相关的EKF的一种信息滤波器形式;然后,根据矩阵相似变换理论将其等价分解为具有局部通信的微观滤波器形式。与现有的集中式融合算法相比,新方法保持了相同融合精度的同时,还具备了部分信息滤波器的优良数值计算特点。最后,通过理论分析和计算机仿真相结合的方法来验证了新算法的有效性。

改进卡尔曼滤波的IRFPA非均匀性校正算法

提出一种改进的卡尔曼滤波的IRFPA非均匀性校正算法,该算法使用求逆引理对传统迭代公式进行求逆变换,使用误差协方差逆阵形式实现迭代过程,使算法计算复杂度由nk×nk阶矩阵求逆降低至nk维对角矩阵求逆,简化了传统卡尔曼滤波算法的递推过程,提高了实时性能.通过对实际采集的红外图像序列进行仿真实验,结果表明:该算法在继承传统校正算法校正精度的同时,兼顾提高了算法校正速度,运行效率可以提高至2倍.