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Shadow Detection and Restoration for Hyperspectral Images Based on Nonlinear Spectral Unmixing

Zhang, Guichen und Cerra, Daniele und Müller, Rupert (2020) Shadow Detection and Restoration for Hyperspectral Images Based on Nonlinear Spectral Unmixing. Remote Sensing, 12 (23), 3985_1-3985_22. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs12233985. ISSN 2072-4292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/12/23/3985

Kurzfassung

Shadows are frequently observable in high-resolution images, raising challenges in image interpretation, such as classification and object detection. In this paper, we propose a novel framework for shadow detection and restoration of atmospherically corrected hyperspectral images based on nonlinear spectral unmixing. The mixture model is applied pixel-wise as a nonlinear combination of endmembers related to both pure sunlit and shadowed spectra, where the former are manually selected from scenes and the latter are derived from sunlit spectra following physical assumptions. Shadowed pixels are restored by simulating their exposure to sunlight through a combination of sunlit endmembers spectra, weighted by abundance values. The proposed framework is demonstrated on real airborne hyperspectral images. A comprehensive assessment of the restored images is carried out both visually and quantitatively. With respect to binary shadow masks, our framework can produce soft shadow detection results, keeping the natural transition of illumination conditions on shadow boundaries. Our results show that the framework can effectively detect shadows and restore information in shadowed regions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139206/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Shadow Detection and Restoration for Hyperspectral Images Based on Nonlinear Spectral Unmixing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, GuichenGuichen.Zhang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cerra, Danieledaniele.cerra (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2984-8315NICHT SPEZIFIZIERT
Müller, RupertRupert.Mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3288-5814NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Dezember 2020
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.3390/rs12233985
Seitenbereich:3985_1-3985_22
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:hyperspectral imagery; shadow; detection; restoration; nonlinear unmixing; HySpex
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGC KoFiF (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Cerra, Daniele
Hinterlegt am:07 Dez 2020 11:42
Letzte Änderung:25 Okt 2023 08:52

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