第30卷，第9期 2010年9月
光
谱学与
光诺分
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30.No.9.pp2433-2437 September,2010
基于Top-Hat变换的高光谱吸收特征增强方法慧1.2.3，蔺启忠"2，王钦军1.2，刘庆杰12，陈
玉1.3
李
1.中国科学院对地观测与数字地球科学中心，北京100086 2。中国科学院数字地球科学重点实验室，北京
100086
3.中国科学院研究生院，北京100049
摘要对地物高光谱进行特征分析是高光谱影像用于目标识别和地物分类的基础。基于数学形态学的 ToPHat变换提出了一种光语吸收呼增强算法。该方法在增强吸收峰的向时还保持了吸收讲带的波形特征，从美国地质调食局USGS光谱数据库选取的11条不同矿物的反射光语曲线，对其吸收峰增温曲线和原始光谱曲线进行了K-means案类分析。结果表明：吸收峰增强曲线的案类结果在波形上和地质背景上都优于原始光谱曲线；且将吸收峰增强曲线的聚类的结果用矿物光谱的ASTER影像采样光谱曲线显示时，能总结出
的可分性，同时还能为基于多光谱数据的遥感信息提取提供参考，是十分有用的高光谱分析方法。关键词高光谱；特征增强；多尺度Top-Hat变换；反射光谱吸收峰增强；K-means聚类
中图分类号：TP751.1
引言
文献标识码：A
DOl: 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)09-2433-05
为具有算法简单、运算速度快的特点，已成功地用于生物医学信号、电力系统信号和地震信号等处理与分析，以及图像处理中包括去噪、平滑、边缘检测、分制、编码、重建的各方
高光谱遥感的出现是对地观测技术的重大突破。高光谐遥感数据波段多而连续，且宽度一般都在10nm以内，而地表物质在400~2450nm内均有带宽为20~40nm的典型光谱吸收带[1]，这使得利用高光谱直接识别地物成为可能。研究表明，光谱吸收峰的存在是识别地物的物理依据()，吸收峰波长位置基本上可以确定矿物的类型，吸收深度、吸收宽度和面积与岩石中矿物成分的含量有关，从光诺吸收特征参数中可以获得各种光谱的定性、定量信息。诊断性吸收待征参数方法被用于矿物填图、环境监测、信息提取和目标识别中。诊断性光谱吸收特征可用吸收峰波长位置、宽度、深度、斜率、对称度、面积以及吸收峰的数目、排序等来表征(")。从高光谐数据中育接提取并增强单个诊断性吸收特征参数，便可直接用于地物光谱识别与目标提取。但反射光谱吸收特征参数的提取一般要经过光谱统去除和光谱求导等计算"，需要较大的计算量并占据较大的存储空间。本文从反射光谱吸收特征增强的角度，基于数学形态学提出一个高光谱数据分析的新算法。
数学形态学是建立在集合论基础上的一门新兴学科，因收稿日期：2009-11-12，修订日期：2010-02-16
面[9]。数学形态学的Top-Hat变换由Meyerl"提出，在图像的对比度增强[7-9]、竞度梯度调整和多尺度形态学梯度提取5中有很好的应用，俱其在一维信号处理中的应用还较少。本文基于多尺度Top-Hat变换提出了一种高光谱的吸收峰增强方法（spectralabsorption-enhancedarithmetic， SAEA)，它算法简单，能有效增强光谱特征，并保持了吸收降的形状，提高原始光谱的可分性，
方
1.1
法
形态学Top-Hat变换
信号或图像了的白Top-Hat变换WTH(是了与其开
运算的差。
WTH( =f--f·g
(1)
信号或图像于的黑Top-Hat变换BTH()是其闭运算与了的差。
BTH(=·g-f
式(1)和(2)中·和·分别表示形态开、形态闭运算。
(2)
基金项目：国家*十一五"科技支撑重点项月（2006BAB07.A02，2006BAB01A13，2006BAB07B07-01)，中网科学院创新项目（Kzcx2-yw-107）
与国家(863计划)项月(2009AA12Z147)资助
作者简介：李款，女，1984年生，中国科学院对地观测与数字地球科学中心在读博士研究生万方数据
e-mail,huil064126.com