摘 要:近年來,遙感圖像相關(guān)的圖像處理技術(shù)得到了飛速發(fā)展,在遙感圖像的分析中,人們可以獲取的信息越來越豐富,也越來越全面,進而關(guān)于遙感圖像分類技術(shù)的專利申請量也隨之大幅增加,文章通過對中文專利庫的相關(guān)專利的統(tǒng)計分析和對重要申請人的相關(guān)專利的分析,從中了解遙感圖像分類器及其分類方法的發(fā)展歷程,并挖掘?qū)@暾埍澈蟮男畔ⅲ盐障嚓P(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:遙感圖像;檢索;分類器;訓練集;監(jiān)督
1 遙感圖像分類技術(shù)概述
遙感技術(shù)應用的核心是根據(jù)地物輻射電磁輻射強弱在遙感圖像上表現(xiàn)的特征來識別地物類屬及其分布情況。其取決于遙感探測通道、地物光譜特征、大氣傳播特征及傳感器響應特征等因素。只要了解這些因素對遙感圖像特征的影響,即可據(jù)其判斷識別地物屬性及其分布范圍,實現(xiàn)分類識別。對遙感圖像進行分類,便于對某地域環(huán)境情況掌握和了解,便于進行相關(guān)研究。
2 遙感圖像專利分析
圖1顯示遙感圖像專利申請量隨年份的變換情況。自2003年至2010年,遙感圖像分類專利申請基本保持增長的態(tài)勢。在2010年至2014年內(nèi)更是迅猛發(fā)展。
圖2則是對遙感圖像分類專利主要申請人進行的分析。相關(guān)專利申請共涉及141個企業(yè)或院校、研究所。其中主要是分布在各大重點高校和知名研究所。中國科學院下的各個相關(guān)研究所占有最多的發(fā)明專利申請,其次是西安電子科技大學和武漢大學。
3 遙感圖像分類方法
如圖3所示,主要分析了遙感圖像分類新方法中的主要幾種情況。其中,6%的申請涉及決策樹的分類方法,7%的申請涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡的分類方法,而支撐向量機的分類方法占據(jù)了70%的席位。以下主要列舉了百分比較大的兩類分類器——支撐向量機與面向?qū)ο蠓诸惼飨嚓P(guān)發(fā)明專利申請。
3.1 支撐向量機
支撐向量機算法的主要思想是建立一個超平面作為決策曲面,使得正例和反例之間的隔離邊緣被最大化。同理,在多維空間假定訓練數(shù)據(jù)可以被一個超平面分開,如果這個向量集合能被超平面沒有錯誤地分開,并且離超平面最近的向量與超平面之間的距離最大,則稱這個向量集合被這個最優(yōu)超平面最大分開。
例如:
申請?zhí)枺?01310461044
發(fā)明名稱: 基于安全半監(jiān)督支持向量機的遙感影像變化檢測方法
簡要說明:該專利申請公開了基于安全半監(jiān)督支持向量機的遙感影像變化檢測方法,該方法分為兩個層次:(1)采用主成分(PCA)變換與相關(guān)系數(shù)融合法相結(jié)合的方式構(gòu)造差異影像;(2)利用S4VM對差異影像進行二分類,并實現(xiàn)多光譜遙感影像的變化檢測。該檢測方法可以提高遙感圖像的分類精度,進而提高變化檢測的精度。
3.2 面向?qū)ο?/p>
在面向?qū)ο蟮挠跋穹治鲋兄灰鞔_城市綠地的背景為城市地區(qū),就可以輕松地區(qū)分綠地與濕地,而在基于像元的分類中這種背景信息幾乎不可利用。面向?qū)ο蟮挠跋穹治黾夹g(shù)是在空間信息技術(shù)長期發(fā)展的過程中產(chǎn)生的,在遙感影像分析中具有巨大的潛力,要建立與現(xiàn)實世界真正相匹配的地表模型,面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ悄壳盀橹馆^為理想的方法。
例如:
申請?zhí)枺?008010227007
發(fā)明名稱:利用遙感影像探測和計數(shù)城市道路車輛的方法
簡要說明:該專利申請公開了利用遙感影像進行對象探測的方法,其中包含以下四個步驟:步驟一:基于道路中心線生成城區(qū)道路掩膜,限制車輛探測在道路區(qū)域進行;步驟二:對上個步驟中生成的道路掩膜的影像進行二次不同尺度的分割,以獲得道路車道條帶目標層和車輛探測對象基本層;步驟三:在車輛探測對象基本層構(gòu)建面向?qū)ο蟮哪:诸惼鲗υ撥囕v探測基本層的對象進行分類,以確定該對象為車輛還是非車輛;步驟四:在被分類的車輛探測對象基本層上,融合相鄰的同類對象生成車輛探測融合對象層,在該車輛探測融合對象層上對車輛進行分類,最終獲得完成車輛探測的影像。
4 重點申請人專利分析——中國科學院
在分析的專利中,中國科學院的申請量最大,所占比例為16%。以中國科學院旗下各個研究院為代表的研究單位一直致力于研發(fā)遙感圖像分類技術(shù)。中國科學院對各種分類方式均有研究。且不限于對各種單個的分類器與分類算法進行研究,其在近幾年的研究中,更多的側(cè)重于對集成分類器、多分類器的研究,其引領(lǐng)了遙感圖像分類方法的發(fā)展潮流,通過不斷改進分類方式與分類算法,逐步提高分類的精確度與準確性。同時也發(fā)現(xiàn),中國科學院的專利申請大部分都被授予專利權(quán),其專利申請的超高的被授權(quán)率延續(xù)至今。
5 結(jié)束語
(1)前幾年,遙感圖像應用技術(shù)中,人們使用的較多的分類技術(shù)仍是傳統(tǒng)的監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩類分類方法。但是,近幾年來,得益于計算機圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)的爆炸式發(fā)展,專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡等一些原先在工程實踐中實現(xiàn)起來較為困難的新方法也在遙感圖像處理中逐漸開始發(fā)揮起其優(yōu)勢作用。同時,多分類器集合分類的方式也逐步得到更為有效的應用。因此,多學科的交叉是遙感圖像分類發(fā)展的重要方向。
(2)當前研究遙感圖像分類方法的高校、研究所眾多,企業(yè)還相對來說較少,發(fā)明專利申請想要被授予專利權(quán)難度較早期更大,但是幾個領(lǐng)域中的重要申請人的申請授權(quán)率依然很高。由此可見,遙感分類相關(guān)技術(shù)的發(fā)展還處在高速發(fā)展的階段。并且,在申請人中,幾大主要申請人還集中在高校和研究所,企業(yè)申請人仍然很少,由此也可以看出,遙感分類方法大多還處于研發(fā)階段,能夠獲得商業(yè)應用的相關(guān)技術(shù)仍然欠缺。
參考文獻
[1]韓敏,程磊,邢軍.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的扎龍濕地土地覆蓋分類研究[J].大連理工大學學報,2004(4).
[2]施益強,陳嵩成,陳玲.遙感技術(shù)在環(huán)境資源中的應用進展與展望[J].國土資源遙感,2004(4).
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的支持向量機學習方法研究[J].計算工程與應用,2009(2).
[4]蒲智,劉萍,楊遼,等.面向?qū)ο蠹夹g(shù)在城市綠地信息提取中的應用[J].福建林業(yè)科技,2006(1).
作者簡介:李夢詩(1989,11-),女,漢族,湖北武漢人,研究生學歷,國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心,專利審查員,主要從事圖像識別以及計算機信息檢索方面專利審查工作,研究方向:圖像識別與計算機信息檢索。