[发明专利]一种基于累积张量分解的高光谱视频图像气体检测方法

摘要

一种基于累积张量分解的高光谱视频图像气体检测方法，本发明涉及高光谱视频图像气体检测方法。本发明的目的是为了解决现有高光谱视频图像气体检测方法中，检测精度低的问题。过程为：将视频看作不断扩张的四阶累积张量。在对初始的累积张量进行CP分解的基础上，对于每个时刻的新图像，附加得到新的累积张量，在上一时刻累积张量CP分解的结果上进行更新，并用更新后的因子矩阵来近似新图像，对新图像与其CP近似结果的拟合度进行阈值判断。当小于给定阈值时，认为新图像中无气体目标，对初始的累积张量及因子矩阵完成更新；反之，认为新图像中有气体目标，求取它CP近似的残差张量，将残差张量在光谱维的最大值作为检测结果。

主权项

1.一种基于累积张量分解的高光谱视频图像气体检测方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一：将前t个时刻组成的高光谱视频图像序列表示为四阶累积张量将作为初始的四阶累积张量用经典的交替最小二乘法计算其CP分解的结果，得到在四个维度上的因子矩阵i表示维度，1表示空间‑X维，2表示空间‑Y维，3表示光谱维，4表示时间维；基于和初始化t时刻对应的三个非时间维度上的两组辅助矩阵和n表示维度，1表示空间‑X维，2表示空间‑Y维，3表示光谱维；步骤二：对于t+1时刻新增加的一帧图像，表示为一个三维高光谱图像立方体将附加在步骤一中初始的四阶累积张量的时间维度，使得初始的四阶累积张量在时间维度上进行扩张，得到在t+1时刻所对应的新的四阶累积张量步骤三：利用步骤二中t+1时刻新增加的三维高光谱图像立体对步骤一中初始的四阶累积张量所对应的四个维度上的因子矩阵进行更新，i＝1,2,3,4，得到新的四阶累积张量所对应的四个维度上的因子矩阵步骤四：基于步骤三中得到的t+1时刻更新得到的四个维度上的因子矩阵对步骤二中t+1时刻新增加的三维高光谱图像立体进行CP近似，得到的近似结果计算和间的拟合度步骤五：对步骤四中得到的拟合度进行阈值判断，当大于或等于给定的阈值η时认为在当前时刻没有气体出现，将初始的四阶累积张量更新为将初始的四个维度上的因子矩阵更新为当小于给定的阈值η时，不对和进行更新，i＝1,2,3,4，将和间的残差张量视作气体目标对应的张量，求取在光谱维度的最大值作为t+1时刻图像的气体目标检测结果；步骤六：令t＝t+1，重复执行步骤二至步骤五，分别完成对每个时刻新增图像的气体检测，从而完成对整个高光谱视频序列的气体检测任务。