基于非负矩阵分解的SAR图像目标配置识别
[Abstract]:Synthetic Aperture Radar (Synthetic Aperture Radar,SAR) has the characteristics of all-day, all-weather and so on. It is one of the important technical measures of Earth observation and military detection. Target configuration and recognition of SAR image is one of the key techniques of SAR image analysis and interpretation. With strong commercial and military value, it has become a hot research topic at home and abroad. Feature extraction is one of the key techniques in the research of target configuration and recognition in SAR images. The main purpose of image feature extraction is to suppress the influence of speckle noise on the recognition rate and to maximize the sparsity of SAR images, so the quality of image feature extraction will directly affect the recognition accuracy. At present, the methods of object configuration and recognition in SAR image are mostly based on gray correlation matching and two-dimensional moment invariant feature, or based on object edge detection and so on. The main idea of the method is to construct the feature matrix by extracting the parameters of image domain or wavelet domain. Although the method based on global feature can obtain better recognition accuracy, it is greatly affected by noise, has high computational cost and slow speed. As a result, the practicability is not strong. In this paper, we study the nonnegative matrix factorization (Nonnegative Matrix Factorization,NMF), an effective non-negative data processing method, which has the advantages of fast decomposition speed, explicit physical significance and simple implementation. It has become an important research direction in the field of dimensionality reduction analysis of high dimensional data. In this paper, based on the research of the existing NMF algorithm, we propose the following three improved methods of nonnegative matrix factorization: 1. A sparse constraint nonnegative matrix decomposition method. This method takes full advantage of the sparsity of the SAR image itself and extracts the sparse features of the image by improving the NMF method. The sparse properties of SAR images are characterized effectively. In terms of feature sparsity and feature mapping, the performance is better than that of NMF and the existing sparse NMF.2, which is an approximate orthogonal nonnegative matrix factorization. Because NMF has non-negative constraints, adding orthogonal constraints will bring sparsity to the matrix, which can extract sparse features from images. It ensures the non-negativity and locality of the low-dimensional feature, reduces the error of decomposition, and improves the ability to adjust the sparsity. 3, a smooth constrained sparse non-negative matrix decomposition method. In this method, smooth constraints are added to the nonsmooth nonnegative matrix decomposition method. Because in the matrix, each column vector is independent and influence, the change of a column of image information does not affect the image information of the previous column or the next column, which is similar to the Markov stochastic process (Markoff random process,MDP). So we can add Markov Random Field (Markov Random Field,MRF) model in feature extraction process. The proposed method is superior to the existing NMF method in sparsity and feature mapping.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN957.52
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,本文编号:2325010
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