به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « مدل آمیخته گاوسی » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «مدل آمیخته گاوسی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حمید قنبری، سعید همایونی، عبدالرضا صفری، عادل محمدپور
    با پیشرفت های فناوری سنجش از دور و تولید داده های فراطیفی با اطلاعات طیفی فراوان، استفاده از این داده ها جهت مطالعه دقیق پدیده ها به سرعت در حال گسترش است. تصاویر فراطیفی به دلیل نمایش گسترده خصوصیات طیفی عوارض و پدیده های سطح زمین در بسیاری از علوم زمین مورد توجه قرار گرفته‏‏اند. یکی از مهمترین کاربردهای تصاویر فراطیفی، طبقه بندی آنها و تولید نقشه های پوشش زمینی بدون نیاز به داده های واقعیت زمینی است. در بین روش های گوناگون طبقه بندی بدون نظارت، استفاده از مدل آمیخته گاوسی به دلیل عملکرد بهتر و دقت بالا در خوشه بندی داده های فراطیفی، مورد توجه قرار گرفته است. مهمترین بخش یک مدل برآورد پارامترهای آن است. تاکنون روش های متفاوتی به منظور تخمین پارامترهای مدل آمیخته ی گاوسی ارائه شده است. یکی از پرکاربردترین این روش ها در سال های اخیر، الگوریتم امید ریاضی-بیشینه سازی می باشد. این الگوریتم علیرغم سرعت بالا و دقت کلی قابل قبول، از مشکل دقت پایین در طبقه بندی مناطق با وسعت پایین رنج می برد که این مشکل در مناطق شهری نمود پیدا می کند. در این پژوهش نویسندگان با معرفی الگوریتم نمونه گیر گیبز علاوه بر تلاش برای بالابردن دقت کلی، سعی در فائق آمدن بر مشکل برخورد با عوارض کوچک دارند. از طرف دیگر، استفاده از تمام باندهای تصویر فراطیفی در فرآیند طبقه بندی به علت همبستگی بالای بین باندها و همچنین افزایش زمان محاسبات توصیه نمی گردد. یکی از راهکارهای رفع این مشکل، استفاده از روش های کاهش ابعاد به منظور بهبود دقت طبقه بندی است. در این پژوهش از روش های کاهش ابعاد آنالیز مولفه های اصلی و نگاشت تصادفی استفاده شد. به منظور مقایسه و ارزیابی صحت روش های پیشنهادی در این پژوهش، دو داده فراطیفی واقعی شناخته شده Pavia University و Salinas و یک داده شبیه سازی شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمایشات صورت گرفته نشان از برتری به کارگیری الگوریتم نمونه گیر گیبز نسبت به الگوریتم امید ریاضی-بیشینه سازی به منظور تخمین پارامترهای مدل آمیخته گاوسی و همچنین دقت بالاتر این الگوریتم در طبقه بندی عوارض کوچک دارد.
    کلید واژگان: طبقه بندی, تصاویر فراطیفی, مدل آمیخته گاوسی, نمونه گیر گیبز, کاهش ابعاد}
    H. Ghanbari, S. Homayouni, A. Safari, A. Mohammadpour
    Hyperspectral image contains hundreds of narrow and contiguous spectral bands. Because of this high spectral resolution, hyperspectral images provide valuable information from the earth surface materials and objects. By advances in remote sensing technology and production of hyper spectral data with high spatial and spectral information, using such data for a detailed study of the phenomenon is spreading quickly. One of the most important applications of hyperspectral data analysis is either supervised or unsupervised classification for land cover mapping. Among different unsupervised methods, Gaussian mixture model has attracted a lot of attention, due to its performance and efficient computational time. Gaussian Mixture Models (GMMs) have been frequently applied in hyperspectral image classification tasks. The problem of estimating the parameters in a Gaussian mixture model has been studied in the literature. Gibbs sampler is one of the methods that can be applied for this problem. Another method for estimation the parameters of a Gaussian mixture model is Expectation-Maximization (EM) algorithm. EM is a general method for optimizing likelihood functions and is useful in situations where data might be missing or simpler optimization methods fail .On the other hand, the large number of bands in a hyperspectral images leads into estimation of a large number of parameters. In the other point of view, the enormous amount of information provided by hyperspectral images increases the computational burden as well as the correlation among spectral bands. Thus, dimensionality reduction is often conducted as one of the most important steps before target detection to both maximize the detection performance and minimize the computational burden. In this paper, we use PCA and Random Projection (RP) for solving the high dimensionality of the data. In order to evaluate the proposed algorithm in real analysis scenarios, we used two benchmark hyperspectral data sets collected by AVIRIS and Reflective Optics System Spectrographic Imaging System (ROSIS). In order to evaluate the effectiveness of the proposed method which is based on the using GMMS and its parameter are estimated using Gibbs sampler method we used two well-known dataset ROSIS and AVIRIS hyperspectral images which they are acquired from a urban and agricultural area, respectively. Moreover, for better evaluation we used a simulated data which is attained using a toolbox which is known as HYDRA project. Investigations on the simulated dataset and two real hyperspectral data showed that the case in which the number of bands has been reduced in the pre-processing stage using either RP or PCA in the feature space, can result the highest accuracy and efficiency for thematic mapping. We also demonstrated that the superiority of the Gibbs sampler in comparison with EM algorithm for estimating the GMM parameters. For instance, in Pavia university dataset, the overall accuracy and Kappa coefficient was 88.80 and 0.84, respectively for GMM-Gibbs-RP method and for GMM-EM-RP method the overall accuracy and kappa coefficient was 84.21 and 0.80, respectively. In other view point, in urban area (Pavia university dataset) with small structures, the amount of improvement in by Gibbs sampler in comparison with EM algorithm was more than the AVIRIS dataset which is related to agricultural area with bigger regions. This shows the capability of Gibbs sampler in confronting with singularities.
    Keywords: Classification, Gaussian Mixture Model, Gibbs Sampler, Dimension Reduction, Hyperspectral Image}
  • مریم لطفی، حمید قنبری، حسین عارفی، عباس بحرودی
    در ایران باتوجه به وسعت زیاد کشور و گستردگی مناطق پتانسیل دار ذخایر معدنی، شناسایی و مدیریت صحیح ذخایر اهمیت بسیار بالایی دارد. از طرف دیگر به دلیل پیشرفت های فن آوری سنجش از دور و تولید داده های فراطیفی با اطلاعات طیفی فراوان، استفاده از این داده ها جهت مطالعه ی دقیق پدیده ها به سرعت در حال گسترش است. تصاویر فراطیفی به دلیل نمایش گسترده خصوصیات طیفی عوارض و پدیده های سطح زمین در بسیاری از علوم مرتبط با زمین مورد توجه قرار گرفته اند. از آن جایی که بسیاری از مواد معدنی در محدوده مادون قرمز کوتاه ویژگی های طیفی منحصر به فردی دارند، تشخیص و تفکیک آن ها به کمک تصاویر فراطیفی به جهت پهنای باندی بسیار کمی که دارند، بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش قصد داریم به تفکیک مناطق آلتراسیون مرتبط با مس پورفیری به کمک تصاویر فراطیفی هایپریون و با استفاده از دو الگوریتم نقشه بردار زاویه طیفی (SAM) و طبقه بندی کننده مدل آمیخته گاوسی بپردازیم. شایان ذکر است که انجام پیش پردازش های لازم بر روی تصاویر فراطیفی هایپریون به دلیل داشتن نسبت سیگنال به نویز پایین، یکی از گام های بسیار ضروری به جهت رسیدن به نتایج مطلوب می باشد. به منظور مقایسه و ارزیابی صحت روش های پیشنهادی در این تحقیق، ابتدا داده تصویری از سنجنده هایپریون مورد استفاده قرار گرفت. همچنین یک داده شبیه سازی شده مورد استفاده قرار گرفت، تا کارایی الگوریتم های مورد استفاده در این تحقیق را نشان دهند. برای ارزیابی نتایج نیز از ماتریس خطا به کمک داده های زمینی استفاده شد و مولفه ها ی دقت کلی و ضریب کاپا به عنوان معیار ارزیابی مورد استفاده قرار گرفتند. دقت کلی و ضریب کاپا برای الگوریتم SAM و آمیخته گاوسی به ترتیب معادل با 82% ، 75/0 و 80% ، 71/0 حاصل شد.
    کلید واژگان: نقشه بردار زاویه طیفی, تصاویر فراطیفی, مدل آمیخته گاوسی, پتانسیل یابی مواد معدنی}
    M. Lotfi, H. Ghanbari, H. Arefi, A. Bahroudi
    Due to the extent of mineral deposits, identification and proper management of resources is very important. According to the advent of remote sensing and specially producing hyperspectral remote sensing data which can get abundant spectral information, using this data for detailed study is rapidly expanding. Launch of the EO-1 in November 2000 introduced hyperspectral sensing of the earth from space through the Hyperion system. Hyperion has a single telescope and two spectrometers in visible near-infrared (VNIR) and short-wave infrared (SWIR). These spectral bands could provide abundant information about many important earth-surface minerals. Therefore one of the main aim of the present study was to examine the feasibility of the EO-1 Hyperion data in discriminating and mapping alteration zones around porphyry copper deposits (PCDs). The study area is situated at the Central Iranian Volcano-Sedimentary Complex, where the large copper deposits like Sarcheshmeh as well as numerous occurrences of copper exist. The visible near infrared and shortwave infrared (VNIR-SWIR) bands of data were used for image classifying and specially alteration mapping. The Pre-processing which was implemented on the level 1R Hyperion data in order to remove noise and acquire surface reflectance includes five steps that named removing uncalibrated bands, spatial displacement correction, destriping, spectral curvature (smile) correction and at last atmospheric correction. It is noticeable that atmospheric correction, because of using the target detection algorithm, SAM, is one of the most important step in this study. Therefore the Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes (FLAASH) algorithm, available in ENVI software, was implemented to obtain surface reflectance data. This algorithm is a MODTRAN4-based atmospheric correction software package designed to eliminate atmospheric effects through derivation of atmospheric properties such as surface albedo, surface altitude, water vapor column, aerosol, and cloud optical depths, as well as surface and atmospheric temperatures from hyperspectral data. In this paper Spectral Angle Mapper (SAM) and Gaussian Mixture Model (GMM) were implemented on pre-processed and calibrated Hyperion dataset. For using SAM algorithm, introducing reference spectra is obligatory. Information extraction from a Hyperion data set involves several processes including extraction of scene spectral endmembers using an integration of MNF, pixel purity index (PPI), and n-dimensional visualizer approaches. Then the extracted spectra which characterized using spectral analysis procedure available at ENVI and visual inspection, were used as reference for subsequent processing by SAM algorithm. On the other hand Gaussian mixture model (GMM) has been successfully used for HSI classification. It has also proved beneficial for a variety of classification tasks, such as speech and speaker recognition, clustering, etc. For estimating the parameters of GMM, the Expectation-Maximization (EM) algorithm was used. In order to compare and assess the accuracy of methods proposed in this study, a simulated data used to demonstrate the efficiency of algorithms which used in this study. Results revealed that Hyperion data prove to be powerful in discriminating and mapping various types of alteration zones while the data were subjected to adequate pre-processing. Overall accuracy and kappa coefficient for results of SAM and GMM are 82%, 0.75 and 80%, 0.71 respectively.
    Keywords: Alteration Minerals, Spectral Angle Mapper, Gaussian Mixture Model, Classification, Hyperspectral}
  • احسان کیانا، سعید همایونی، محمدعلی شریفی، محمدرضا فریدروحانی
    در این مقاله روشی برای آشکارسازی بدون نظارت تغییرات در تصاویر سنجش از دوری قطبیده راداری با روزنه مصنوعی ارائه شده است. این روش بر پایه‏ی روش آنالیز نقطه ی تغییر است. تابع چگالی احتمال تصاویر اختلاف، که در برگیرنده ی تغییرات زمانی محیطی هستند، از توزیع‏های آماری مشخصی برای هر کلاس پیروی می کنند. مدل آمیخته گاوسی یکی از مدل های مناسب برای آنالیز نقطه ی تغییر است که توانمندی مناسبی برای برآورد پارامترهای توزیع ها از یک توزیع آمیخته دارد. این مدل می‏تواند نقطه برخورد دو توزیع را به عنوان نقطه ی تغییر دو کلاس تغییریافته و تغییرنیافته، یا همان حد آستانه را به راحتی مشخص کند. روش پیشنهادی بر روی سه داده راداری پیاده سازی و مورد ارزیابی قرار گرفت. نقشه تغییر حاصل از دو مجموعه‏ی داده در این تجزیه وتحلیل با استفاده از داده مرجع، دقت کلی برابر 82.97 و 96.34 درصد را نشان دادند. داده‏ی چند زمانه با قطبیدگی راداری کامل این پژوهش از یک منطقه کشاورزی بود. اطلاعات زمینی و اطلاعات تجزیه ماتریس پراکنش با دقت خوبی ارتباط این تغییرات را با فعالیت‏های کشاورزی مانند مراحل رشد گیاه نشان داد. همچنین روش پیشنهادی با یکی از کاراترین روش‏های برآورد حد آستانه، یعنی روش Otsu مقایسه شد که نتایج به طور ویژه دقت بالاتری را نشان داد.
    کلید واژگان: آشکارسازی بدون نظارت تغییرات, تصاویر تمام قطبیده راداری با روزنه مصنوعی, آنالیز نقطه ی تغییر, مدل آمیخته گاوسی}
    E. Kiana, S. Homayouni, M. A. Sharifi, M. R. Faridrohani
    Nowadays, Earth observation (EO) technology became an indispensable tool to help environmental monitoring, as well as their changes, for natural resources management, urban planning and development, water management and land use planning. In particular, radar EOs, unlike the optical ones, can be collected regardless of illumination and weather conditions. Multitemporal polarimetric synthetic aperture radar (PolSAR) images are useful source of information for detection and mapping the environmental changes, especially in wide areas, during the day and night and all weather conditions. Change detection methods can identify the change or no change conditions in land covers using the time series observations. In this paper a method is proposed for change detection in SAR remote sensing images. This method is based on the Change Point Analysis. The cumulative frequency of difference image, which contains the environmental changes, normally follows a specific class of statistical distribution. Gaussian mixture model is one of the most suitable models for Change Point Analysis. This model can efficiently estimate the parameters of mixture distribution. The intersection point of two distributions is a change point, which can be seen as a threshold. This threshold is then used to separate the change and no change classes. The proposed method is implemented and analyzed using three SAR data sets. The analytical evaluations of the final change maps from two of these data sets with reference data had the Kappa coefficients of 90% and 96% respectively. The other data set contained the multitemporal PolSAR images and had been acquired over an agricultural area. The changes in these images were enough reliable to be connected to the agricultural activities, such as crop growing stages and harvesting, based on an available crop map. Finally, the method was evaluated against the Otsu method, as one of the best threshold estimation methods, and the results showed the superiority of the proposed method, e.g. 2% better in term of kappa coefficient. . As a result, the proposed method, can be efficiently employed for land cover change detection and monition in natural resources management.
    Keywords: Unsupervised Change Detection, SAR Images, Change Point Analysis, Gaussian Mixture Model, Threshold Estimation}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال