研究目的
提出一种基于堆叠自编码器的自适应子空间模型(SAEASM),用于高光谱异常检测,该模型通过利用深度学习进行特征提取,改进了现有方法。
研究成果
所提出的SAEASM算法在高光谱异常检测中,无论是合成数据集还是真实数据集,通常都优于对比算法(LRX、BJSR、TBASD),这体现在更高的AUC值和更好的可分离性上,尽管在某些情况下其计算复杂度较高且背景抑制能力较弱。未来的工作应聚焦于参数选择的自动化。
研究不足
该算法需要基于经验进行手动参数调优,并通过反复实验以达到最佳性能;自动参数设置尚未涉及,被列为未来改进的方向。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用一种新型SAEASM算法,该算法将堆叠自编码器(SAE)与基于残差比理论的自适应子空间模型相结合。通过在超光谱图像测试点周围定义三个窗口(内窗、外窗、字典窗)提取局部特征,并利用深度特征的2-范数计算检测结果。
2:样本选择与数据来源:
使用一个合成超光谱数据集(105×100像素,ROSIS传感器获取的102个波段,覆盖帕维亚地区)和两个AVIRIS传感器获取的真实数据集(圣地亚哥地区:3个平面,120×120像素,126个波段;38个平面,100×100像素,126个波段)进行评估。
3:实验设备与材料清单:
配备16GB内存的Intel Core i7 CPU计算机,运行Matlab 2017a软件用于实现与分析。
4:实验流程与操作步骤:
针对每个测试像素,使用窗口提取局部背景和字典像素,通过SAE架构(采用sigmoid激活函数、均方误差损失、SGD优化器)计算差异的深度特征,并基于2-范数计算检测结果。使用ROC曲线和可分性图将性能与LRX、BJSR和TBASD算法进行比较。
5:数据分析方法:
通过ROC曲线下面积(AUC)、ROC曲线、可分性图和执行时间测量评估性能。通过敏感性分析优化参数(如窗口大小、SAE维度)。
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Sensor used to acquire the synthetic hyperspectral dataset
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