当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

基于非负矩阵分解的SAR图像目标配置识别

发布时间:2018-11-11 13:47
【摘要】:合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)拥有全天时、全天候等特质,是对地观测和军事侦测的重要技术措施之一。SAR图像目标配置识别作为SAR图像分析与解释的关键技术之一,具有很强的商业和军事价值,日益成为国内外研究的热点。在SAR图像目标配置识别研究中,关键技术之一为图像的特征提取。图像特征提取的主要目的是为了抑制斑点噪声对识别率的影响并且最大限度地体现SAR图像本身具有的稀疏性,所以图像特征提取的好坏将直接影响到识别精度。目前SAR图像目标配置识别的方法大都是基于灰度相关匹配和二维不变矩特征,或是基于目标边缘检测等方法。其主要思想是通过提取图像域或小波域的参数来构建特征矩阵,这种基于全局特征的方法虽然可以获得较好的识别精度,但是受噪声影响较大,运算代价高,速度慢,从而导致实用性不强。本文研究了非负矩阵分解(Nonnegative Matrix Factorization,NMF)这种有效的非负数据处理方法,具有分解速度快,分解结果有明确的物理意义,实现简单的优点,已成为高维数据降维分析领域的一个重要研究方向。本文在深入研究现有NMF算法的基础上,提出了下列三种非负矩阵分解的改进方式:1、一种稀疏约束的非负矩阵分解方法。这种方法充分利用了SAR图像本身所包含的稀疏性,通过对NMF方法进行改进从而提取出图像中的稀疏特征。有效地表征了SAR图像中的稀疏特性,在特征稀疏性和特征出图等方面,性能均优于NMF和现有的稀疏NMF。2、一种近似正交的非负矩阵分解。由于NMF有非负的约束,所以加入正交约束会给矩阵带来稀疏性,能够很好地提取出图像中的稀疏特征。确保了低维特征的非负性和局部性,减小了分解的误差,提高了对稀疏性的调节能力。3、一种平滑约束的稀疏非负矩阵分解方法。这种方法是在非平滑非负矩阵分解方法上加入了平滑约束。因为矩阵中,各个列向量是互不联系和影响的,一列图像信息的变化并不影响其之前一列或之后一列的图像信息,这种特性与马尔科夫随机过程(Markoff random process,MDP)相似,所以可以在特征提取过程中加入马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF)模型。该方法在稀疏特性,特征出图等方面优于现有的同类NMF方法。
[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

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 姜伟;杨炳儒;隋海峰;;局部敏感非负矩阵分解[J];计算机科学;2010年12期

2 高燕燕;;非负矩阵分解及其应用探讨[J];硅谷;2011年23期

3 郝红;徐常青;张新平;;基于非负矩阵分解的航拍图像信息提取[J];浙江农林大学学报;2012年01期

4 汪鹏;;非负矩阵分解:数学的奇妙力量[J];计算机教育;2004年10期

5 高宏娟;潘晨;;基于非负矩阵分解的人脸识别算法的改进[J];计算机技术与发展;2007年11期

6 李勇智;杨静宇;;基于非负矩阵分解新的人脸识别方法[J];系统仿真学报;2008年01期

7 张永鹏;郑文超;张晓辉;;非负矩阵分解及其在图像压缩中的应用[J];西安邮电学院学报;2008年03期

8 李芳;朱群雄;;基于矩阵变换的快速非负矩阵分解[J];北京邮电大学学报;2010年04期

9 王亚芳;;邻域保持判别非负矩阵分解[J];计算机工程与应用;2010年28期

10 高宏娟;;基于NMF改进算法的人脸识别仿真研究[J];计算机仿真;2011年12期

相关会议论文 前10条

1 孙江明;李通化;;非平滑三维非负矩阵分解[A];第九届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2007年

2 蒋永锴;叶东毅;;基于稀疏非负矩阵分解的自动多文摘方法[A];中国计算机语言学研究前沿进展(2007-2009)[C];2009年

3 马帅;吴飞;杨易;邵健;;基于稀疏非负矩阵分解的图像检索[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年

4 徐利民;龚珊;余再军;;奇异值分解与非负矩阵分解色在数据降维方面的特性分析[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年

5 蔡蕾;朱永生;;基于稀疏性非负矩阵分解和支持向量机的轴心轨迹图识别[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年

6 蒋霈霖;;KL散度下的非负矩阵分解[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年

7 杨宝;朱启兵;黄敏;;基于非负矩阵分解一稀疏表示分类的玻璃缺陷图像识别[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年

8 钱乐乐;高隽;徐小红;;非负性约束的图像稀疏编码[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年

9 朱昊;黄源水;付梦印;;基于NMF的道路识别算法在野外环境感知中的应用[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年

10 郑能恒;蔡毅;李霞;Tan Lee;;基于非负矩阵分解和向量相似测度的语音与音乐分离算法[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集(一)[C];2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 谢昊;非负矩阵分解初始化及其应用[D];暨南大学;2015年

2 王一;凸与半非负矩阵分解的近点梯度方法研究[D];东北师范大学;2015年

3 项磊;基于乳腺癌计算机辅助诊断的病理图像分析[D];南京信息工程大学;2015年

4 王丹;基于非负矩阵分解的脑电信号特征提取算法研究[D];燕山大学;2015年

5 郭建虎;非负矩阵分解方法及其在人脸识别中的应用[D];兰州理工大学;2010年

6 蒋冀翔;基于非负矩阵分解的信息获取方法研究[D];东南大学;2006年

7 谭青青;基于非负矩阵分解的肿瘤基因表达谱数据分析[D];安徽大学;2015年

8 赖淑珍;非负矩阵分解若干算法研究与应用[D];电子科技大学;2014年

9 黄震;基于多视角非负矩阵分解的同名区分算法研究[D];大连理工大学;2015年

10 马帅;基于稀疏非负矩阵分解的图像检索[D];浙江大学;2012年



本文编号:2325010

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2325010.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a1e2b***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com