高光谱噪声滤波方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高光谱噪声滤波方法、装置、设备和存储介质，包括：采用序列差分算法对光谱序列进行处理以生成所述光谱序列的极大值，所述待处理光谱数据为包括各波段的光谱反射率的二维的高光谱数据；采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线；对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，其中，所述各波段的吸收深度数据根据所述光谱包络线获得；将所述目标频域数据进行傅里叶反变换和光谱包络线恢复，得到目标光谱数据。本发明专利技术的技术方案可以提高高光谱的噪声滤波效果。波效果。波效果。

Hyperspectral noise filtering method, device, equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
高光谱噪声滤波方法、装置、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及光学光谱信息和成像高光谱图像处理
，尤其涉及一种高光谱噪声滤波方法、装置、电子设备和非暂态计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在高光谱遥感地面定标和快速野外验证中，从地面获取的光谱数据大都含有噪声，这大大降低了目标识别的稳健性和预测精度。因此获取高质量、低噪声的光谱信号对于高光谱特征分析和提取至关重要。针对光谱信息进行优化处理可以提升光谱质量。光谱优化处理主要是滤除光谱中的零均值随机高频白噪。
[0003]滤波可在时域或频域进行。在时域中可以采用临近点比较法、加权移动平均法、指数平均法、五点三次平滑法或者S
‑
G方法进行滤波。在频域中可以采用傅里叶滤波或者小波滤波进行滤波。基于时域的滤波算法中，滤波器的选择对滤波效果影响显著，同时运算数据量大、运行速度较慢。基于频域的滤波算法中，傅里叶滤波对整体波形有要求，且易引起吉布斯现象；小波滤波则运算比较复杂，并且小波种类较多，不同的小波对滤波效果有较大的影响。
[0004]如何提高滤波效果是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种高光谱噪声滤波方法、装置、电子设备和非暂态计算机可读存储介质，用以解决高光谱滤波过程中的滤波效果不佳的技术问题，提高高光谱滤波的滤波效果。
[0006]本专利技术提供一种高光谱噪声滤波方法，包括：采用序列差分算法对光谱序列进行处理以生成所述光谱序列的极大值，所述光谱序列为地物目标的待处理光谱数据的各个波段的光谱反射率组成的序列，所述待处理光谱数据为包括各波段的光谱反射率的二维的高光谱数据；采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线；对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，其中，所述各波段的吸收深度数据根据所述光谱包络线获得；将所述目标频域数据进行傅里叶反变换和光谱包络线恢复，得到目标光谱数据。
[0007]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，所述采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线，包括：根据所述极大值获取当前序列的最大值端点；分别沿波长增加方向和波长减小方向根据初始端点与极大值端点间连线的斜率搜索极大值端点作为光谱包络线的端点，其中，第一个初始端点为所述最大值端点；根据所述光谱包络线的端点生成光谱包络线。
[0008]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，分别沿波长增加方向和波长减小方向根据初始端点与极大值端点间连线的斜率搜索极大值端点作为光谱包络线的端点，包括：以所述当前序列的最大值端点作为第一个正向端点，计算所述正向端点与波长增加方
向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点；重复执行计算所述正向端点与波长增加方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束；以所述当前序列的最大值端点作为第一个反向端点，计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点；重复执行计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束。
[0009]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，所述对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，包括：对所述各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换，得到第一频域数据；将所述第一频域数据输入以下任一种滤波器进行滤波处理，得到所述目标频域数据：低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
[0010]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，所述将所述目标频域数据进行傅里叶反变换和光谱包络线恢复，得到目标光谱数据，包括：通过所述傅里叶反变换将所述目标频域数据转换为时域特征光谱信息；对所述时域特征光谱信息进行光谱包络线恢复，得到时域内的所述目标光谱数据。
[0011]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，所述对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理之前，所述方法还包括：通过以下公式根据所述光谱包络线获取各波段的吸收深度数据，：
[0012]d(i)＝1
‑
r
c
(i)
[0013]其中，d(i)为各波段的吸收深度数据，0≤d(i)≤1，r
c
(i)＝r(i)/C(i)，r(i)为样点数组，C(i)为光谱包络线，i＝(0,1,
…
,N
‑
1)，N为光谱长度。
[0014]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波方法，所述对所述各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换，得到第一频域数据，包括：将所述各波段的吸收深度数据划分为两两一组的傅里叶变换运算单元；对所述傅里叶变换运算单元进行傅里叶变换，得到所述第一频域数据。
[0015]本专利技术提供一种高光谱噪声滤波装置，包括：差分单元，用于采用序列差分算法对光谱序列进行处理以生成所述光谱序列的极大值，所述光谱序列为地物目标的待处理光谱数据的各个波段的光谱反射率组成的序列，所述待处理光谱数据为包括各波段的光谱反射率的二维的高光谱数据；搜索单元，用于采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线；变换和滤波单元，用于对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，其中，所述各波段的吸收深度数据根据所述光谱包络线获得；恢复单元，用于将所述目标频域数据进行傅里叶反变换和光谱包络线恢复，得到目标光谱数据。
[0016]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波装置，所述搜索单元还用于：根据所述极大值获取当前序列的最大值端点；分别沿波长增加方向和波长减小方向根据初始端点与极大值端点间连线的斜率搜索极大值端点作为光谱包络线的端点，其中，第一个初始端点为所述最大值端点；根据所述光谱包络线的端点生成光谱包络线。
[0017]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波装置，所述搜索单元还用于：以所述当前
序列的最大值端点作为第一个正向端点，计算所述正向端点与波长增加方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点；重复执行计算所述正向端点与波长增加方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束；以所述当前序列的最大值端点作为第一个反向端点，计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点；重复执行计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束。
[0018]根据本专利技术提供的一种高光谱噪声滤波装置，所述变换和滤波单元还用于：对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光谱噪声滤波方法，其特征在于，包括：采用序列差分算法对光谱序列进行处理以生成所述光谱序列的极大值，所述光谱序列为地物目标的待处理光谱数据的各个波段的光谱反射率组成的序列，所述待处理光谱数据为包括各波段的光谱反射率的二维的高光谱数据；采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线；对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，其中，所述各波段的吸收深度数据根据所述光谱包络线获得；将所述目标频域数据进行傅里叶反变换和光谱包络线恢复，得到目标光谱数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用极大值端点搜索算法根据所述光谱序列的极大值搜索极大值端点，以生成光谱包络线，包括：根据所述极大值获取当前序列的最大值端点；分别沿波长增加方向和波长减小方向根据初始端点与极大值端点间连线的斜率搜索极大值端点作为光谱包络线的端点，其中，第一个初始端点为所述最大值端点；根据所述光谱包络线的端点生成光谱包络线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分别沿波长增加方向和波长减小方向根据初始端点与极大值端点间连线的斜率搜索极大值端点作为光谱包络线的端点，包括：以所述当前序列的最大值端点作为第一个正向端点，计算所述正向端点与波长增加方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点；重复执行计算所述正向端点与波长增加方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最大的连线对应的极大值端点作为下一个正向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束；以所述当前序列的最大值端点作为第一个反向端点，计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点；重复执行计算所述反向端点与波长减小方向的极大值端点间连线的斜率，将斜率最小的连线对应的极大值端点作为下一个反向端点的步骤，直至所述当前序列包括的端点遍历结束。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换和滤波处理，得到目标频域数据，包括：对所述各波段的吸收深度数据进行傅里叶变换，得到第一频域数据；将所述第一频域数据输入以下任一种滤波器进行滤波处理，得到所述目标频域数据：低通滤波器、高通滤波器和带通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆杰，吴杰，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：