一种高光谱图像稀疏表示的可视化方法

摘要

本发明属于高光谱遥感图像可视化技术领域，具体涉及一种对高光谱图像稀疏表示的可视化方法。本方法包括：（1）确定字典原子颜色标签；（2）根据已选择的字典原子颜色以及像素的稀疏系数进行颜色混合，生成混合彩色图像；（3）显示各像素系数组成细节图。本发明能够保证本方法遵循距离保持特性，且具有较大的类间可分性，进而保证生成的图像的色彩变化有意义且具有较好的视觉效果，不仅能够在宏观上清晰地显示地物，而且能够直观且完整的显示出每个象元的具体组成情况，根据这些详细的信息对原始HSI进行重建。

主权项

1.一种高光谱图像稀疏表示的可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）确定字典原子颜色标签：1）提取稀疏表示中的字典原子；2）将字典原子经由主成分分析进行数据降维，取前两个主成分作为各字典原子的2维色品值，将2维色品坐标向量沿两坐标轴方向进行缩放，并归一化到半径为100的圆内，得到各字典元素的色品坐标3）确定字典原子的明度值，使字典元素的标签颜色i＝1,2,…M，满足距离差的加权和E最小，即值最小时的最优解L_i，其中β_s，t为s，t两位置字典元素向量间的距离，D_s，t为彩色图像中两像元间的距离，最终得到的即为字典元素的标签颜色；（2）根据已选择的字典原子颜色以及像素的稀疏系数进行颜色混合，生成混合彩色图像：当已知像素相应稀疏系数为p(i,j)时，像素的最终颜色可表示为：c(i,j)＝Cp(i,j)，其中C为字典原子颜色标识矩阵，在CIELab空间中像元点集的颜色标识矩阵为：$C=[c_1,···,c_k,···,c_M]=\left(\begin{array}{c}{L}_1···L_k···L_m\\ a_1···a_k···a_M\\ b_1···b_k···b_M\end{array}\right)$L_k为第k类颜色标签的明度值，a_k、b_k为该标签的色品坐标；（3）显示各像素系数组成细节图：1）将高光谱数据中的每个象元分别用一组3×3的像素矩阵组成的混合阵列进行表示，混合阵列中每个像素表示一个混合象元中含有的稀疏字典原子，或表示该像素所在的混合象元。2）选取每个混合阵列中固定位置的混合象元或稀疏字典原子，在整体图像中实现混合阵列的定位；3）每个像素为1×1×4的数列，其中前三个数据表示所属类别的颜色，第四个数值表示该像素的透明度，即该原子的稀疏系数，通过由混合阵列组成的三维矩阵表示显示图像数据，对高光谱数据进行显示。