光学学报, 2018, 38 (4): 0428001, 网络出版: 2018-07-10   

一种极化SAR影像分类中的半监督降维方法 下载: 762次

A Semi-Supervised Dimension Reduction Method for Polarimetric SAR Image Classification
作者单位
武汉大学电子信息学院, 湖北 武汉 430072
摘要
针对极化合成孔径雷达(SAR)应用中存在的特征冗余问题,结合线性判别分析(LDA)和局部线性嵌入(LLE)的思想,提出一种半监督降维算法:半监督局部判别分析(SLDA)。该算法首先基于LLE的局部保持特性建立正则项,以避免学习中的过拟合问题。然后,在标记样本集上进行正则化的判别分析,以增强算法的推广能力,同时保持所有样本点在原始空间的局部几何结构。利用RADARSAT-2和AIRSAR卫星获得的Flevoland地区的全极化SAR数据进行降维实验,结果表明SLDA提取的低维特征具有“类内紧聚,类间分离”的特性;进一步的分类实验结果表明,SLDA只需1‰~2‰的标记样本就能使分类精度达到90%左右,分类性能优于其他对比方法。
Abstract
Aim

ing at the problem of feature redundancy in polarimetric synthetic aperture radar (SAR) application, a semi-supervised dimension reduction algorithm: semi-supervised local discriminant analysis (SLDA) is proposed by combining the thoughts of linear discriminant analysis (LDA) and locally linear embedding (LLE). Firstly, the regularization term is established based on local preserving property of LLE to avoid overfitting problem during learning. Then, discriminant analysis with regularization is performed on labeled data set in order to improve the generalization ability and preserve the local geometric structure in original space for the whole data. Dimension reduction experiments are performed on all polarimetric SAR data from Flevoland regions obtained by RADARSAT-2 and AIRSAR satellites. The results show that the low dimensional features extracted by SLDA has the characteristics of “intra compactness and inter separation”. Further classification experiment results show that SLDA can make the classification accuracy reach about 90% only with 1‰-2‰ labeled samples, and the classification performance of SLDA is superior to other comparison algorithms.

谢欣芳, 徐新, 董浩, 吴晗, 李珞茹. 一种极化SAR影像分类中的半监督降维方法[J]. 光学学报, 2018, 38(4): 0428001. Xinfang Xie, Xin Xu, Hao Dong, Han Wu, Luoru Li. A Semi-Supervised Dimension Reduction Method for Polarimetric SAR Image Classification[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(4): 0428001.

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