光谱学与光谱分析2024,Vol.44Issue(1) :29-35.DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2024)01-0029-07

基于改进K均值聚类的光谱重建训练样本选择研究

Training Sample Selection for Spectral Reconstruction Based on Improved K-Means Clustering

刘振 刘莉 樊硕 赵安然 刘思鲁
光谱学与光谱分析2024,Vol.44Issue(1) :29-35.DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2024)01-0029-07

基于改进K均值聚类的光谱重建训练样本选择研究

Training Sample Selection for Spectral Reconstruction Based on Improved K-Means Clustering

刘振 1刘莉 2樊硕 2赵安然 2刘思鲁2
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作者信息

  • 1. 曲阜师范大学传媒学院,山东 日照 276800
  • 2. 曲阜师范大学工学院,山东 日照 276800
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摘要

光谱反射率重建过程中,训练样本的选择方法及样本容量与重建精度密切相关,寻找一种高效的训练样本选择方法是光谱重建的目标之一.K均值聚类计算复杂度小,计算效率高,但因聚类初始值选择的随机性,以及离群点的影响致使聚类结果不稳定,进而影响光谱重建的精度.基于此,提出了一种改进K均值聚类的训练样本选择方法.首先,将训练样本集的几何中心作为聚类中心的初始值;其次,基于高斯函数构建样本空间分布概率密度函数,并以欧几里德(欧式)距离作为其他聚类中心的度量依据;最后,在训练样本集中,基于簇内平方差度量光谱反射率样本间的相似度,将每个聚类子集中与中心距离最近的样本作为训练样本.为验证该方法的有效性,通过主成分分析法进行光谱重建.实验结果表明,所提的方法相较于传统的方法,光谱重建精度有一定的提高,重建光谱的平均均方根误差小于4%,CIE DE2000色差小于3.7567.提出的改进的K均值聚类的训练样本选择方法,能够一定程度上提高了光谱重建精度,基本满足复制再现图像的要求.

关键词

光谱重建/训练样本/聚类算法/改进K均值聚类

Key words

Spectral reflectance reconstruction/Training samples/Clustering algorithm/Improved K-means clustering

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基金项目

国家自然科学基金项目(61405106)

山东省自然科学基金项目(ZR2020MF125)

出版年

2024
光谱学与光谱分析
中国光学学会

光谱学与光谱分析

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.897
ISSN:1000-0593
参考文献量14
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