面向目标检测基于稀疏表示的波段选择方法

随着高光谱成像技术的发展,日益提高的光谱分辨率在提高目标检测和识别能力的同时,其较高的数据维度和较大的数据量也为数据分析和处理带来了很大的挑战.波段选择作为一种有效提高处理效率的技术受到广泛关注,但却鲜有专门针对目标检测设计的方法.针对上述问题,本文在分析约束能量最小化（CEM）检测算法特点的基础上,提出了一种面向目标检测,基于稀疏表示的波段选择方法.该方法首先基于数据的对称KL散度分布情况,将原始高光谱数据划分为若干波段子空间.然后在各子空间内稀疏重构检测结果,利用选择波段与稀疏向量非零项的一一对应关系,通过求解最优化问题实现波段选择.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于图像稀疏表示的红外小目标检测算法

基于超完备字典的图像稀疏表示是一种新的图像表示理论,利用超完备字典的冗余性可以有效地捕捉图像的各种结构特征,从而实现图像的有效表示.针对红外小目标检测问题,提出了一种基于图像稀疏表示的检测方法,该方法采用二维高斯模型生成样本图像,继而构造超完备目标字典,然后依次提取测试图像的图像子块并计算其在超完备字典中的表示系数,背...     

结合稀疏表示与图像压缩融合的目标检测

针对单光谱图像用于目标检测时信息量不足的缺点,提出了一种可见光图像与红外图像基于压缩域融合检测的方法.该方法首先使用合适的模型构造目标原子,得到超完备字典,再对待测图像在字典上分解所得稀疏系数进行融合,最后通过稀疏度指标对融合系数进行判定,得到目标所在位置.实验结果表明,与单帧图像检测方法相比,该方法使得待检测图像信息更加丰富,提高目标的检测率.     

基于稀疏和低秩表示的显著性目标检测

文中研究了无监督自下而上的显著性目标检测方法。基于显著性目标在自然图像中稀疏分布的这一先验性假设,提出了一种用低秩和稀疏表示进行显著性目标检测的方法。根据图像背景的先验分布,首先选取一个有效的背景字典来低秩表示图像的背景部分,进而更好地分离出显著性前景。由于人类视觉中心偏好可知,图像的边缘部分不易引起关注,故选取这些边缘部分作为背景先验来选取背景字典。与其他基于稀疏和低秩分解的显著性目标检测相比,文中选取的背景字典更简单有效,且能得到更好的显著性图。实验结果显示,该方法比主流的显著性检测方法得到的显著性图更令人满意。     

基于稀疏表示分步重构算法的高光谱目标检测

针对传统稀疏表示重构算法在高光谱目标检测中表现出运算速度慢的问题,提出了分步重构算法（Two Steps Reconstruction,TSR）。该方法先求得 K 个与待测像元最相似的字典原子,然后用这些原子线性表示待测像元以求解稀疏向量,舍弃了传统重构算法的迭代求解的方式,直接通过求解逆矩阵,简化了运算过程,使运算速度大幅提高。本文给出了方法的具体过程并将其与传统方法及其改进方法进行比较。实验结果表明,TSR 在保证检测精度不下降的同时能够大幅提升运算速度。     

基于稀疏表示的目标跟踪方法

提出了一个新的基于稀疏表示的目标跟踪方法。在粒子滤波框架下,将目标模板线性表示为所有目标候选的线性组合。当假设目标候选中存在与目标模板相似的候选时,线性表示的系数满足稀疏性约束,可以通过L1范式最小化求解。每一个目标候选在线性表示中的系数反映了该候选与目标模板的相似程度,因此可以将系数作为目标候选的权重。目标跟踪的结果为权重最大的候选。实验结果表明本文提出的算法比文献中现有的基于L1范式最小化的跟踪方法性能更稳定、计算效率更高。     

基于稀疏表示的小目标检测

现代战场作战环境复杂,智能化、网络化的干扰机是雷达探测的主要威胁。对于从副瓣进来的干扰,利用阵面空域自由度可以较容易地抑制干扰。但对于从主瓣方向进来的干扰,传统的反干扰方法失效,不能有效抑制干扰。干扰环境下,目标信噪比(SNR)较低,如果降低门限检测会增加很多虚警点迹。针对主瓣噪声干扰场景下小目标检测问题,提出了基于稀疏表示的检测技术,利用了目标可以稀疏表示,而噪声不能被稀疏表示的特性,达到了抑制噪声,降低虚警的效果。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于稀疏表示和道路辅助的单幅SAR图像运动目标检测方法

本文提出一种利用单幅SAR(Synthetic Aperture Radar)图像实现运动目标检测的方法.首先提出一种基于压缩感知的SAR图像道路检测算法:根据SAR图像中道路的特点,使用模糊C均值方法将图像进行模糊分类,获得大致的道路区域,然后利用Hough变换域的稀疏性,用压缩感知精确定位图像中的道路信息.其次利用图像稀疏表示的方法对运动目标进行检测:不同速度运动目标的散焦量和距离单元跨越不同,由此生成样本图像,继而构造超完备字典.将待测图像分块,并计算子图像在字典下的稀疏系数,检测并匹配出运动目标的速度参数.最后,结合已检测出的道路辅助信息,消除多普勒模糊影响,剔除虚假的运动目标,并对运动目标速度参数进行校正.实验结果证明了所提方法的有效性.     

基于稀疏表示的低照度遥感影像夜间海上船舶灯光检测方法

针对目前基于低照度遥感影像对夜间海上船舶检测存在的目标特征挖掘不足的问题,该文设计了一种可使船舶目标样本和背景噪声样本最小错分的稀疏度指标,提出一种基于稀疏编码算法和字典学习算法的低照度遥感影像夜间船舶灯光检测算法,并将其应用于墨西哥湾北部海域、天津港南侧海域和上海港东侧海域,检测精确度分别为96.36%, 95.12%, 86.26%,召回率分别为96.36%, 92.86%, 94.19%,调和平均值分别为96.36%, 93.98%, 90.05%;进一步地,该文将此算法与3种典型低照度遥感影像夜间海上船舶检测算法进行了对比分析,结果表明该文算法更具有优越性能,可为夜间海上船舶的检测提供新的思路。     

图像过完备稀疏表示理论及应用综述

超完备字典稀疏表示作为一种有效表示模型,广泛应用于各种信号和图像处理任务中。介绍了稀疏表示的理论框架以及主要研究方向,分别从稀疏表示的可重构性和区分性两方面对其在图像处理及图像分析领域的应用进行综述。     

稀疏表示下的非监督显著对象提取

针对现有显著对象提取算法时间复杂度高和未考虑显著对象的完整性等问题,提出了一种能适应资源有限环境的显著对象提取算法.首先建立了稀疏表示的数学模型,归纳出了显著对象与稀疏表示的对应关系、区域间的边能近似模式和邻接区域间的渐变模式.然后依据对应关系确定候选区域,依据渐变模式和边能近似模式实现显著对象的局部提取.对比实验证实:本文算法高速、精确地捕捉到了显著对象,并能在一定条件下保持显著对象的完整性.     

基于稀疏表示的脑电棘波检测算法研究

 提出了一种基于稀疏表示的脑电棘波检测算法,首先以高斯函数及其一、二阶导数为原子的生成函数构建了一个冗余多成份字典,再应用匹配追踪算法获取脑电信号在此字典下的M项稀疏逼近,由该逼近的导数信息与原子的结构参数可准确度量瞬时波形的形态结构特征,进而提出基于形态结构匹配的棘波检测算法,克服了Gabor字典不能识别周期化棘波序列的缺点,同时能够有效去除背景节律与伪迹的影响,检测结果表明该算法针对临床EEG信号的检测率高达93.9%,正确率高达88.0%.     

图像的超小波稀疏表示

图像表示是图像处理领域研究的基础,对后继各种处理具有重要影响。寻找简洁有效的图像表示方法,对于推动图像处理领域的研究发展意义重大。针对二维可分离小波变换在稀疏表达图像中存在的问题,研究了各种超小波稀疏表示方法,并对未来发展进行预见性研究。     

基于稀疏表示的红外图像去噪算法研究

红外图像具有动态范围窄、对比度低、易受噪声污染等缺点,传统红外图像去噪算法在去除噪声的同时也滤掉了图像细节。提出了一种基于稀疏表示的红外图像去噪新方法。该方法首先将原始红外图像进行聚类分析,再将每一聚类子图像分解成字典,由稀疏系数矩阵重构去噪后的红外图像。实验结果表明,该方法相比于传统红外图像去噪算法,能更好地保留图像的细节信息,视觉效果比较理想。     

基于稀疏表达残差的自然场景运动目标检测

本文提出一种基于稀疏表达残差的非参数化运动目标检测算法,在假设前景变化相对静态背景可以视为稀疏残差的基础上,采用视频前n帧初始化稀疏表达字典;利用字典对后续视频帧进行重构,提取每帧的重构残差;结合基于光照强度的全局阈值矩阵,将残差图像二值化,提取图像前景;利用前景区域和边缘点关系剔除ghost区域;采用增量PCA(Principal Component Analysis)算法和保守更新的思想对背景模型进行更新.在changedetection.net提供的shadow数据集上实验表明,采用全局更新和残差计算的方法,可以有效的解决由于自然场景光线变化导致的阴影变化,并且对自然场景中背景的小幅度抖动和相机抖动等问题也具有一定的抵抗能力.     

复杂场景下结合SIFT与核稀疏表示的交通目标分类识别

针对复杂场景下的交通目标分类识别难点,提出一种基于尺度不变特征转换(SIFT)与核稀疏表示的分类识别算法.该算法首先利用SIFT分别提取训练样本和待测目标局部特征信息,通过核方法将特征样本映射到核空间,构建过完备字典,最后通过待测目标在字典中的稀疏度与重构误差对交通目标类别进行判定.同时,分析了随机投影下的核稀疏表示分类与特征维数之间的关系.实验结果表明,与SVM、稀疏表示分类(SRC)相比,该方法增强了交通目标特征层的类判别能力,具有较好的识别率和鲁棒性.     

稀疏表达的自适应遥感图像融合算法

本文提出一种基于稀疏表达的图像融合算法。该算法利用稀疏系数中的非零元素所对应的基向量作为图像特征,首先分离相同基向量和相异基向量,然后采用加权求和算法合并相对应的稀疏系数,并重构得到融合图像。该算法对相同特征和相异特征分别进行融合,克服了融合图像中相异特征清晰度下降的问题。并且由于稀疏表达具有很好的去噪功能,本文算法也可以同时进行图像融合和去噪。通过与4种流行的融合算法比较,本文算法得到较好的视觉效果。      

基于块分类稀疏表示的图像融合算法

针对基于单一字典训练稀疏表示的图像融合算法忽略图像局部特征的问题,提出了基于块分类稀疏表示的图像融合算法。此算法是根据图像局部特征的差异将图像块分为平滑、边缘和纹理三种结构类型,对边缘和纹理结构分别训练出各自的冗余字典。平滑结构利用算术平均法进行融合,边缘和纹理结构由对应字典利用稀疏表示算法进行融合,并对边缘结构稀疏表示中的残余量进行小波变换融合。实验结果证明,该算法相对于单一字典稀疏表示算法,在融合图像的主观评价和客观评价指标上都有显著改进,并且算法速度也有提高。