高光谱与多光谱图像融合的低秩张量近似(二)

符号的定义

我们把n阶张量写作:
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每个元素是:
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其中ik是每个阶数的维度,如4维时ik=1,2,3,4。特别地,一阶张量是向量,可以表示为(x1,x2,x3),二阶张量是矩阵,可以表示为(x11,x12,x13,x21,x22,x23,x31,x32,x33)。
为了电脑计算方便,需要把张量按照单个阶展开为一个矩阵,k阶张量的展开定义为:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
也就是说,原来是一列的value,现在把他按照第k阶分为3(因为在三维世界中)列,举例二阶张量原来写作(x11,x12,x13,x21,x22,x23,x31,x32,x33),若按照第2阶展开,写作(x11,x12,x13,
x21,x22,x23,
x31,x32,x33)
同时,相对地,也给出折叠的表达为:
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我们用trace范数来近似张量的秩:其中,αk是权重常量且Σαk=1。
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我们把F范数表示为在这里插入图片描述,也就是所有元素平方和在开方,显然,在这里插入图片描述,因为后者与前者元素没有变化,只是转化为了矩阵而已。
一个张量χ与一个Jk行Ik列的矩阵在模式k上的乘法定义为在这里插入图片描述
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在经过第k阶上的展开后,又可以写成
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LRTA算法初步

首先,从总体上看,我们的目的是从msi上得到空间维信息、从hsi上得到光谱维信息。除此之外,还需要某种方法把信息整合到我们的target图像hsi2中。于是,分析了hsi2到hsi和msi的光谱退化模型和空间退化模型。在考虑图像退化的情况下,将HS-MS融合问题转化为一个低秩张量逼近问题,然后采用线性化的交替方向自适应惩罚法(LADMAP)求解。因此,LRTA需要在恢复退化图像缺失值的同时学习融合的hsi2。

传感器观测模型

在实际应用中,获取的遥感影像的总能量是一定的,在空间分辨率和光谱分辨率之间存在不可避免的权衡,HSI的获取被认为是真实地面目标的空间退化过程,而MSI是光谱退化过程。设HSI为在这里插入图片描述,MSI为在这里插入图片描述,则未知的HSI2为在这里插入图片描述,是hsi和msi的未退化版本。于是建模:
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其中在这里插入图片描述在这里插入图片描述,内核为r*r。

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