[发明专利]一种目标与背景时空光谱相似度分析系统及方法

权利要求书

1.一种目标与背景时空光谱相似度分析系统，其特征在于：包括光谱预处理模块、光谱特征提取模块、时空变化规律分析模块、相似度分析模块；

将目标光谱和背景光谱输入至光谱预处理模块进行预处理后传输至光谱特征提取模块；

所述光谱特征提取模块分别提取目标和背景的光谱特征并量化差异，提取光谱特征数量为n，同时记录目标的时间和空间位置信息，得到每个光谱特征对应的目标和背景的[特征差异，时间，位置]的数据向量并输入到时空变化规律分析模块；

所述时空变化规律分析模块记录一段时间内输入的[特征差异，时间，位置]向量，将所述向量分别投影到特征差异—时间、特征差异—经度、特征差异—纬度坐标系，采用拟合回归的方式分别拟合得到每个光谱特征对应的特征差异—时间、特征差异—经度和特征差异—纬度回归曲线；分别对回归曲线求导得到第i个光谱特征随时间的变化率k_ti、随经度的变化率k_lngi和随纬度的变化率k_lati，i＝1,2,…,n，将每个光谱特征随时空变化的量化规律k_ti、k_lngi、k_lati，i＝1,2,…,n，输入到相似度分析模块；

所述相似度分析模块根据k_ti、k_lngi、k_lati，i＝1,2,…,n，为输入的每个光谱特征的特征差异值分配权重，根据分配的权重w_i对全部光谱特征的特征差异值进行加权求和，得到综合差异值Δ，根据综合差异值的大小对目标与背景的相似度进行分级，输出相似度分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种目标与背景时空光谱相似度分析系统，其特征在于：所述预处理包括：滤波、基线漂移消除和数据归一化处理。

3.根据权利要求1所述的一种目标与背景时空光谱相似度分析系统，其特征在于：所述提取目标和背景的光谱特征并量化差异具体为：所述光谱特征包括光谱曲线特征、光谱变换特征和光谱相似度特征中的一种或几种；当提取光谱特征为光谱曲线特征和光谱变换特征时，从目标和背景中分别提取相应特征，然后进行差异量化，得到目标和背景的特征差异，所述的差异量化方法包括但不限于差值法和对比度法，当提取光谱特征为光谱相似度特征时，不再作差异量化处理。

4.根据权利要求1所述的一种目标与背景时空光谱相似度分析系统，其特征在于：所述所述相似度分析模块根据k_ti、k_lngi、k_lati，i＝1,2,…,n，为输入的每个光谱特征的特征差异值分配权重具体为：

各光谱特征值的权重值为：

其中，w_i表示第i个光谱特征的特征差异值的权重值，k_Ti表示第i个光谱特征的综合变化率，具体为：

k_Ti＝|k_ti|+|k_lngi|+|k_lati|。

5.根据权利要求1所述的一种目标与背景时空光谱相似度分析系统，其特征在于：所述根据分配的权重w_i对全部光谱特征的特征差异值进行加权求和，得到综合差异值Δ具体为：

Δ＝w₁s₁+w₂s₂+…+w_ns_n

式中，s_i表示目标和背景第i个光谱特征的特征差异值，w_i表示第i个光谱特征的特征差异值的权重值，i＝1,2,…,n。