L1/2正则化与稀疏表示:光谱空间高光谱图像分类的新策略

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本文主要探讨了"使用L1/2正则化低秩表示和基于稀疏表示的图割进行光谱空间高光谱图像分类"这一主题,发表在2015年6月的《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》第8卷第6期。高光谱成像技术因其能收集数百个连续的窄波段信息,对于地表物质识别具有巨大潜力。这些数据集中的空间信息对于提高分类精度至关重要,因为它假设邻近像素很可能属于同一类别。 作者Sen Jia、Xiujun Zhang和Qingquan Li提出了两种主要的方法来利用这种空间信息。首先,他们将每个像素及其周围区域分解为低秩形式,这有助于高效地整合空间特征到光谱特征中。低秩表示通常能够捕捉数据中的潜在结构,但为了更精确地描述这种结构,文章引入了L1/2范数正则化。L1/2范数结合了L1和L2范数的优点,它在保持数据稀疏的同时,对较大的元素给予更强的约束,有助于处理数据的噪声和异常值。 其次,作者开发了一种离散算法,用于解决低秩表示和L1/2正则化的联合优化问题。这种方法的优势在于能够在保持模型简洁性的同时,充分利用空间信息增强光谱分类的鲁棒性和准确性。通过这种方式,图割(Graph Cuts)策略被应用到光谱空间融合中,这是一种全局优化方法,它在处理高光谱图像时可以有效地寻找最优的类别划分。 本文的研究旨在提升光谱空间高光谱图像分类的性能,通过低秩表示和稀疏表示相结合的方式,既考虑了数据的内在结构,又充分利用了空间邻域的信息。这种创新的方法在遥感和地球观测领域具有重要的理论价值和实际应用前景,对于精准的地表物质识别和环境监测具有重要意义。