[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
آمار نشریه::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
آمار سایت
مقالات منتشر شده: 335
نرخ پذیرش: 63.1
نرخ رد: 36.9
میانگین داوری: 208 روز
میانگین انتشار: 343 روز
..
:: دوره 12، شماره 2 - ( 6-1403 ) ::
جلد 12 شماره 2 صفحات 58-43 برگشت به فهرست نسخه ها
ارائه روش بدون نظارت مبتنی بر خوشه بندی باندها در فضای پدیده اجزای خالص برای استخراج ویژگی های طیفی کاهش یافته از تصاویر ابرطیفی
احمد علیزاده مقدم* ، مهدی مختارزاده
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
چکیده:   (1144 مشاهده)

 تصاویر ابرطیفی منبع غنی از داده ­های سنجش از دور محسوب می­شوند که در مطالعات مختلفی از جمله کشاورزی، مدیریت و طبقه­ بندی پوشش/کاربری اراضی بکار گرفته می­شوند. با این حال، ابعاد بالای فضای ویژگی و تعداد محدود نمونه ­های آموزشی از چالش­ های اصلی در طبقه­بندی این تصاویر و استخراج اطلاعات از آن­ها بشمار می ­رود. بدین ترتیب، استفاده از روش­های کاهش ویژگی به دو شکل انتخاب ویژگی و استخراج ویژگی از اهمیت بالایی برخوردار است. روش­های کاهش ویژگی به دو دسته نظارت­ شده و بدون نظارت تقسیم می­شوند، که روش­های بدون­ نظارت به دلیل عدم نیاز به داده ­های آموزشی کاربردی­ تر هستند. در این مطالعه روشی بدون نظارت مبتنی ­بر خوشه­ بندی باندها در فضای پدیده اجزای خالص (EPBC) ارائه شده است. در این روش پس از تخمین بعد مجازی تصویر و استخراج اجزای خالص، فضای پدیده اجزای خالص تشکیل شده و باندها در این فضا به روش K-Means خوشه­ بندی می­گردند و در نهایت میانگین وزن­دار هر خوشه به عنوان یک ویژگی استخراج می­شود. نتایج نهایی بدست آمده از طبقه ­بندی دو تصویر ابرطیفی نشان می­دهد که دقت کلی طبقه ­بندی به روش بیشترین شباهت با ویژگی­ های استخراج شده از روش ارائه شده در بهترین حالت برای تصویر کاج­های هندی برابر 66/75 درصد و برای تصویر دانشگاه پاویا برابر 71/89 درصد بوده است، که نسبت به روش­های آنالیز مولفه­ های اصلی (PCA)، تبدیل کسر نویز کمینه (MNF) و آنالیز مولفه­ های مستقل (ICA) به عنوان روش ­های بدون نظارت و روش آنالیز تفکیک پذیری خطی (LDA) به عنوان روش نظارت شده عملکرد بهتری داشته است.


 
واژه‌های کلیدی: تصویر ابرطیفی، فضای پدیده، استخراج ویژگی، اجزای خالص، خوشه بندی، طبقه بندی.
متن کامل [PDF 1251 kb]   (228 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: سنجش از دور
دریافت: 1402/3/16 | پذیرش: 1402/3/30 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1403/7/7 | انتشار: 1403/8/8
فهرست منابع
1. [1] B. B. Damodaran and R. R. Nidamanuri, "Dynamic Linear Classifier System for Hyperspectral Image Classification for Land Cover Mapping," IEEE J Sel Top Appl Earth Obs Remote Sens, vol. 7, no. 6, pp. 2080-2093, Jun. 2014, doi: 10.1109/JSTARS.2013.2294857. [DOI:10.1109/JSTARS.2013.2294857]
2. [2] R. Aghaee and M. Mokhtarzade, "Classification of Hyperspectral Images Using Subspace Projection Feature Space," IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 12, no. 9, pp. 1803-1807, Sep. 2015, doi: 10.1109/LGRS.2015.2424911. [DOI:10.1109/LGRS.2015.2424911]
3. [3] Y. Wei et al., "Applications of Hyperspectral Remote Sensing in Ground Object Identification and Classification," Advances in Remote Sensing, vol. 06, no. 03, pp. 201-211, 2017, doi: 10.4236/ars.2017.63015. [DOI:10.4236/ars.2017.63015]
4. [4] S. B. Serpico and G. Moser, "Extraction of Spectral Channels From Hyperspectral Images for Classification Purposes," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 45, no. 2, pp. 484-495, Feb. 2007, doi: 10.1109/TGRS.2006.886177. [DOI:10.1109/TGRS.2006.886177]
5. [5] A. Paul and N. Chaki, "Dimensionality Reduction Using Band Correlation and Variance Measure from Discrete Wavelet Transformed Hyperspectral Imagery," Annals of Data Science, vol. 8, no. 2, pp. 261-274, Jun. 2021, doi: 10.1007/s40745-019-00210-x. [DOI:10.1007/s40745-019-00210-x]
6. [6] G. Hughes, "On the mean accuracy of statistical pattern recognizers," IEEE Trans Inf Theory, vol. 14, no. 1, pp. 55-63, Jan. 1968, doi: 10.1109/TIT.1968.1054102. [DOI:10.1109/TIT.1968.1054102]
7. [7] Y. Zhong and L. Zhang, "An Adaptive Artificial Immune Network for Supervised Classification of Multi-/Hyperspectral Remote Sensing Imagery," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 50, no. 3, pp. 894-909, Mar. 2012, doi: 10.1109/TGRS.2011.2162589. [DOI:10.1109/TGRS.2011.2162589]
8. [8] X. Jia, B.-C. Kuo, and M. M. Crawford, "Feature Mining for Hyperspectral Image Classification," Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 3, pp. 676-697, Mar. 2013, doi: 10.1109/JPROC.2012.2229082. [DOI:10.1109/JPROC.2012.2229082]
9. [9] S. Li, Z. Zheng, Y. Wang, C. Chang, and Y. Yu, "A new hyperspectral band selection and classification framework based on combining multiple classifiers," Pattern Recognit Lett, vol. 83, pp. 152-159, Nov. 2016, doi: 10.1016/j.patrec.2016.05.013. [DOI:10.1016/j.patrec.2016.05.013]
10. [10] S. A. Hosseini and H. Ghassemian, "Rational function approximation for feature reduction in hyperspectral data," Remote Sensing Letters, vol. 7, no. 2, pp. 101-110, Feb. 2016, doi: 10.1080/2150704X.2015.1101180. [DOI:10.1080/2150704X.2015.1101180]
11. [11] Introduction to Statistical Pattern Recognition. Elsevier, 1990. doi: 10.1016/C2009-0-27872-X. [DOI:10.1016/C2009-0-27872-X]
12. [12] H. Yang, Q. Du, H. Su, and Y. Sheng, "An Efficient Method for Supervised Hyperspectral Band Selection," IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 8, no. 1, pp. 138-142, Jan. 2011, doi: 10.1109/LGRS.2010.2053516. [DOI:10.1109/LGRS.2010.2053516]
13. [13] A. A. Green, M. Berman, P. Switzer, and M. D. Craig, "A transformation for ordering multispectral data in terms of image quality with implications for noise removal," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 26, no. 1, pp. 65-74, 1988, doi: 10.1109/36.3001. [DOI:10.1109/36.3001]
14. [14] S. H. Alizadeh Moghaddam, M. Mokhtarzade, and B. A. Beirami, "A feature extraction method based on spectral segmentation and integration of hyperspectral images," International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, vol. 89, p. 102097, Jul. 2020, doi: 10.1016/j.jag.2020.102097. [DOI:10.1016/j.jag.2020.102097]
15. [15] G. Baudat and F. Anouar, "Generalized Discriminant Analysis Using a Kernel Approach," Neural Comput, vol. 12, no. 10, pp. 2385-2404, Oct. 2000, doi: 10.1162/089976600300014980. [DOI:10.1162/089976600300014980]
16. [16] Bor-Chen Kuo and D. A. Landgrebe, "Nonparametric weighted feature extraction for classification," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 42, no. 5, pp. 1096-1105, May 2004, doi: 10.1109/TGRS.2004.825578. [DOI:10.1109/TGRS.2004.825578]
17. [17] C. Lee and D. A. Landgrebe, "Feature extraction based on decision boundaries," IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell, vol. 15, no. 4, pp. 388-400, Apr. 1993, doi: 10.1109/34.206958. [DOI:10.1109/34.206958]
18. [18] J. A. Richards, Remote Sensing Digital Image Analysis. Cham: Springer International Publishing, 2022. doi: 10.1007/978-3-030-82327-6. [DOI:10.1007/978-3-030-82327-6]
19. [19] M. Imani and H. Ghassemian, "Band Clustering-Based Feature Extraction for Classification of Hyperspectral Images Using Limited Training Samples," IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 11, no. 8, pp. 1325-1329, Aug. 2014, doi: 10.1109/LGRS.2013.2292892. [DOI:10.1109/LGRS.2013.2292892]
20. [20] Bor-Chen Kuo, Cheng-Hsuan Li, and Jinn-Min Yang, "Kernel Nonparametric Weighted Feature Extraction for Hyperspectral Image Classification," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 47, no. 4, pp. 1139-1155, Apr. 2009, doi: 10.1109/TGRS.2008.2008308. [DOI:10.1109/TGRS.2008.2008308]
21. [21] A. Paul and N. Chaki, "Band selection using spectral and spatial information in particle swarm optimization for hyperspectral image classification," Soft comput, vol. 26, no. 6, pp. 2819-2834, Mar. 2022, doi: 10.1007/s00500-022-06821-6. [DOI:10.1007/s00500-022-06821-6]
22. [22] B. Asghari Beirami and M. Mokhtarzade, "Band Grouping SuperPCA for Feature Extraction and Extended Morphological Profile Production From Hyperspectral Images," IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 17, no. 11, pp. 1953-1957, Nov. 2020, doi: 10.1109/LGRS.2019.2958833. [DOI:10.1109/LGRS.2019.2958833]
23. [23] N. Wambugu et al., "Hyperspectral image classification on insufficient-sample and feature learning using deep neural networks: A review," International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, vol. 105, p. 102603, Dec. 2021, doi: 10.1016/j.jag.2021.102603. [DOI:10.1016/j.jag.2021.102603]
24. [24] B. Mojaradi, H. Abrishami-Moghaddam, M. J. V. Zoej, and R. P. W. Duin, "Dimensionality Reduction of Hyperspectral Data via Spectral Feature Extraction," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 47, no. 7, pp. 2091-2105, Jul. 2009, doi: 10.1109/TGRS.2008.2010346. [DOI:10.1109/TGRS.2008.2010346]
25. [25] A. Ghorbanian and A. Mohammadzadeh, "An unsupervised feature extraction method based on band correlation clustering for hyperspectral image classification using limited training samples," Remote Sensing Letters, vol. 9, no. 10, pp. 982-991, Oct. 2018, doi: 10.1080/2150704X.2018.1500723. [DOI:10.1080/2150704X.2018.1500723]
26. [26] B. Beirami and M. Mokhtarzade, "An Automatic Method for Unsupervised Feature Selection of Hyperspectral Images Based on Fuzzy Clustering of Bands," Traitement du Signal, vol. 37, no. 2, pp. 319-324, Apr. 2020, doi: 10.18280/ts.370218. [DOI:10.18280/ts.370218]
27. [27] A. Ghorbanian, Y. Maghsoudi, and A. Mohammadzadeh, "Clustering-Based Band Selection Using Structural Similarity Index and Entropy for Hyperspectral Image Classification," Traitement du Signal, vol. 37, no. 5, pp. 785-791, Nov. 2020, doi: 10.18280/ts.370510. [DOI:10.18280/ts.370510]
28. [28] J. C. Harsanyi, W. H. Farrand, and C.-I. Chang, "Determining the number and identity of spectral endmembers: an integrated approach using Neyman-Pearson eigen-thresholding and iterative constrained RMS error minimization," in Proceedings of the Thematic Conference on Geologic Remote Sensing, 1993, p. 395.
29. [29] J. M. P Nascimento and J. M. Bioucas-Dias, "Hyperspectral signal subspace estimation," in 2007 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, IEEE, 2007, pp. 3225-3228. doi: 10.1109/IGARSS.2007.4423531. [DOI:10.1109/IGARSS.2007.4423531]
30. [30] M. E. Winter, "N-FINDR: An algorithm for fast autonomous spectral end-member determination in hyperspectral data," in Imaging Spectrometry V, 1999, pp. 266-275. [DOI:10.1117/12.366289]
31. [31] R. O. Duda, P. E. Hart, and others, Pattern classification. John Wiley & Sons, 2006.
32. [32] D. Chicco, M. J. Warrens, and G. Jurman, "The Matthews Correlation Coefficient (MCC) is More Informative Than Cohen's Kappa and Brier Score in Binary Classification Assessment," IEEE Access, vol. 9, pp. 78368-78381, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3084050. [DOI:10.1109/ACCESS.2021.3084050]
ارسال پیام به نویسنده مسئول



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Alizadeh Moghaddam A, Mokhtarzade M. Proposing an Unsupervised Method for Extracting Reduced Spectral Features from Hyperspectral Images based on Band Clustering in Endmember Prototype Space. jgit 2024; 12 (2) :43-58
URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-916-fa.html

علیزاده مقدم احمد، مختارزاده مهدی. ارائه روش بدون نظارت مبتنی بر خوشه بندی باندها در فضای پدیده اجزای خالص برای استخراج ویژگی های طیفی کاهش یافته از تصاویر ابرطیفی. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. 1403; 12 (2) :43-58

URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-916-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 12، شماره 2 - ( 6-1403 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی-پژوهشی مهندسی فناوری اطلاعات مکانی Engineering Journal of Geospatial Information Technology
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 38 queries by YEKTAWEB 4710