جداسازي تصاوير ابرطيفي با تغييرپذيري اعضا و بر اساس تنكي ضرايب

دكتري

تصاوير ابرطيفي به دليل داشتن چندصد باند فركانسي، داراي اطلاعات ارزشمندي از مواد موجود در صحنه تصويربرداري مي¬باشند. يكي از بزرگترين كاربردهاي اين تصاوير، بكارگيري اطلاعات پاسخ فركانسي براي شناسايي مواد مي¬باشد. هدف جداسازي ابرطيفي، تجزيه پيكسل¬هاي تصوير ابرطيفي به مجموعه¬اي از مشخصه يا امضاهاي طيفي با فراواني متناظر مي¬باشد. هدف اين رساله ارائه روش¬ها و الگوريتم¬هايي است كه با بكارگيري مدل¬هاي جديد آماري، عملكرد بهتري در دقت جداسازي ابرطيفي داشته باشد. يكي از ويژگي¬هاي تصويرابرطيفي، محدود بودن تعداد مواد موجود در هر پيكسل مي¬باشد. در روش¬هاي پيشنهادي با توجه به اين ويژگي، مدل¬هاي جديدي مبتني بر الگوريتم¬هاي بيزين ارائه گرديده و بر اساس اين مدل¬ها، روش استنتاج مربوطه طراحي شده است. در اولين پيشنهاد از توزيع احتمال ديريكله تنك براي مدل¬سازي توزيع پيشين بردار فراواني در مدل تركيب نرمال استفاده شده است. سپس استنتاج Marcov Chain Monte Carlo بكار گرفته شد تا بردار فراواني تخمين زده شود. اين روش منجر به كاهش 7 درصدي خطاي تخمين بردار فراواني بر روي تصوير Gulfport شده است. روش دوم، اطلاعات مكاني را با استفاده از ميدان تصادفي ماركف به روش اول افزوده تا بهبود دقت بيشتري براي جداسازي ابرطيفي در پي داشته باشد. بدين ترتيب خطاي تخمين نزديك به 5/7 درصد افت داشته است كه تقريبا مشابه الگوريتم پيشنهادي قبلي بوده است. در روش¬هاي پيشنهادي سوم و چهارم، براي واقعي¬تر كردن مدلسازي مساله، مدل تركيب سيگنال به مدل غيرخطي polynomial postnonlinear mixing model تغيير داده شد. براي حل مساله در كاربرد شبه¬نظارتي، توزيع پيشين ديريكله تنك پيشنهاد شد. در روش پيشنهادي چهارم، اطلاعات همبستگي مكاني پيكسل¬هاي مجاور با استفاده از ميدان تصادفي ماركف مدل¬سازي شد و بدين ترتيب دقت جداسازي بهبود يافت. استفاده از تابع توزيع پيشين ديريكله در مدل غيرخطي و اطلاعات همبستگي مكاني كاهش نسبي 17 درصدي خطا را در نتيجه داده است. سپس اين الگوريتم براي كاربرد نظارتي ساده¬سازي شد. الگوريتم پيشنهادي آخر از مدل غيرخطي linear quadratic mixing استفاده نموده و با ادغام اطلاعات همبستگي مكاني، براي كاربرد نظارتي منجر به كاهش 11 درصدي خطاي جداسازي ابرطيفي شده است. براساس نتايج شبيه‌سازي‌ها، با استفاده از روش‌هاي پيشنهادي مي‌توان خطاي بازسازي سيگنال را كاهش داد و سرعت اجراي الگوريتم‌ها، با توجه به نوع استنتاج مورد استفاده تعيين مي‌گردد.

193708

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

دكتر محمدحسين كهائي