1 中国科学院 航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春130033
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
为滤除大量冗余背景信息, 提升目标检测速度, 解决目标光谱获取困难等问题, 提出一种融合光谱微分重排与光谱角匹配的高光谱快速目标检测算法。首先, 对已知背景光谱信息微分重排, 筛选出背景特征较少的谱段集; 然后, 计算相应谱段下, 高光谱图像各像素点的光谱微分值与背景光谱微分值的差值, 并对所得各谱段微分差值加权求和阈值化, 粗提取出目标位置; 最后, 计算提取出的目标位置光谱与先验背景光谱角匹配的反余弦值, 实现目标背景差异精细判别。通过自行拍摄的草地上黄、绿伪装网及AVIRIS获取的San Diego机场飞机高光谱图像进行实验, 与RX、CEM、OSP、ACE、SAM等算法比较。实验结果表明, 所提算法在保证检测精度的同时, 具有较低的虚警率和较好的时效性: ROC曲线下面积AUC均高于0.98, 虚警率分别为3%和1.6%, 处理时间仅为0.36 s和0.077 s。
光谱微分 光谱重排 光谱角匹配 快速目标检测 高光谱图像 spectral derivative spectral recomposition spectral angle mapper (SAM) fast target detection hyperspectral imaging
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
红外光谱成像技术在气体检测、环境监控、目标识别等领域得到了广泛应用。基于时间调制干涉原理,介绍了一种双波段傅里叶变换红外成像光谱仪的设计原理和工作特点。重点叙述了其干涉光学系统的设计,以及外场条件下的工程化措施。在此基础上,针对实际应用中目标与背景光谱特征区别难度大的问题,提出了一种光谱特征曲线解析计算方法。该方法采用光谱重排和一阶微分对差异特征进行放大,并基于主成分分析输出目标光谱检测结果。利用该方法,对实际场景红外光谱图像进行了目标检测实验。实验结果表明,采用该光谱解析方法可以较好地对目标和背景光谱特征进行区分,进而实现基于超光谱图像的目标检测。
光谱成像 干涉调制 光谱重排 一阶微分 主成分分析 spectral imaging interference modulation spectrum rearrangement first order differential principle component analysis
