基于四元数的高光谱图像特征提取多尺度分析

摘要： 本文提出了一种名为多尺度四元数韦伯局部描述符直方图（MQWLDH）的高光谱图像（HSI）特征提取新方法，该方法基于对应的光谱特征对空间信息进行建模。该方案首先利用主成分分析将光谱数据转换至正交空间，并根据最大方差理论提取前三个主成分（PCs），随后构建MQWLDH基于这三个主成分提取空间特征。该方法通过四元数的代数结构统一处理前三个主成分的过程，降低了计算成本并减少了所提取空间特征向量的维度。此外，构建的四元数韦伯局部描述符能有效表征每个像素邻域的变化并检测高光谱图像边缘。为捕捉不同尺寸和形状同质区域包含的更多本征空间信息，构建了多尺度特征直方图。最后提出特征融合框架整合光谱与空间特征，从而充分利用光谱信息。在三个高光谱数据集上的实验结果表明，该方法能为不同分类器提供有效特征并取得优异的分类性能。