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MIA_Toolbox - 多元图像分析插件

多变量图像分析工具箱
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MIA_Toolbox 多元图像分析插件

MIA_Toolbox 是 PLS_Toolbox 的多元图像分析扩展,为显微成像到遥感等高光谱图像数据提供图像专用处理与分析功能。可在 PLS_Toolbox 的 Analysis 图形界面中载入、处理和分析多元图像,也可通过命令行调用相应函数。

在 PLS_Toolbox 中分析多元图像

MIA_Toolbox 将图像数据与 PLS_Toolbox 的多元分析工具结合,使多数标准 PLS_Toolbox 功能可用于图像。除常规建模外,还提供利用像素空间关系的分析函数,以及图像导入、构建与结果显示工具。

MIA_Toolbox PCA 分析、得分散点图与图像结果组合示例
在分析界面中结合模型、得分图与图像查看结果。

主成分分析与多元曲线分辨

支持主成分分析(PCA)及多元曲线分辨,包括 ALS 和 Purity 方法,用于多元图像数据的分析。

分类与聚类

可进行 SIMCA、PLS-DA 分类和 K-means 聚类,并提供面向图像的聚类分析工具。

图像回归分析

可将 PLS 或 PCR 回归用于多元图像数据,在图像处理与多元建模之间组织分析任务。

模型结果自动图像显示

自动识别适合以图像形式呈现的模型结果,并以相应图像方式展示。

MIA_Toolbox PCA 载荷曲线、统计结果与得分图像示例

结合曲线与图像解释模型

将多元分析结果以曲线和图像形式查看,结合模型信息检查不同图像区域的表现。

空间关系、纹理与图像处理

图像空间分析

提供演化窗口因子分析(EWFA)和自相关因子分析(MAF)等功能,利用多元图像固有的空间关系开展分析。

纹理特征分析

将图像纹理编码为向量,用于模式分析或回归分析。纹理功能可与多元分析工具结合使用。

边缘与形态处理

提供边缘检测、图像腐蚀及图像变形工具。盒式滤波函数可使用均值、中位数、max、min、众数、标准差、极差及 madc(median absolute deviation)等算法。

图像导入、构建与裁剪

提供图像导入与构建函数,以及 Opotex TIFF 和 Lispix RAW 文件导入工具。裁剪图像 DataSet 时可保留类别分配信息。

高光谱目标与异常检测

迭代目标检测

target_img 使用 GLS(Generalized Least Squares)模型,通过背景杂波像素的协方差抑制杂波,并在迭代中更新杂波估计。支持 ELS(Extended Least Squares)选项,可使用手动提供或由 PCA 得到的背景因子,并施加非负贡献约束。

target_img_vis 用于显示相应检测结果,包括贡献、T 统计量及饱和图像视图。

迭代全局异常检测

anomalydetect_img 可在每轮迭代中将检测到的轻微异常排除出下一轮校准数据。提供基于 T² 和 Q 置信限的多种判定规则,并将检测结果记录在图像中新增的 Anomaly 类别下。

光谱相似性分析

anglemap 支持 SAM、GSAM 和 ACE 三种方法。SAM 计算像素光谱与参考光谱之间的夹角,不使用背景模型;GSAM 和 ACE 使用背景杂波协方差进行白化,ACE 还会减去杂波均值。

可处理整幅图像,并支持 PLS_Toolbox DataSet 对象,遵循波段排除设置,保留像素标签、类别、坐标刻度与图像尺寸等元数据。

图像可视化与聚类函数

聚类与边缘类别显示

cluster_img_vis 将图像可视化与分类结合:先利用 MDF(Maximum Difference Factors)及 Hotelling T² 限值查找并排除边缘,再使用 MNF(Minimum Noise Factors)压缩数据,随后进行 K-means 聚类。输出 MNF 得分以及聚类和边缘类别。

图像因子提取与显示

image_vis 通过 exteriorpts 提取图像中具有独特性的因子,并施加非负约束。可返回贡献和光谱,也可生成快速可视化结果与绘图句柄。

辐射与温度相关计算

黑体辐射与亮温

blackbody_r 通过 Planck 函数计算黑体辐射,并通过逆 Planck 函数计算亮温,支持波数(cm⁻¹)或微米(µm)单位。

含负值图像的偏移处理

img2nnimg 可对因校准误差而包含负值的辐射或反射率图像进行偏移,使数据项为非负值。

运行依赖与软件配置

MIA_Toolbox 需要 MATLAB 和 PLS_Toolbox,不要求额外安装其他 MATLAB 工具箱。使用时需配置与 MIA_Toolbox 对应的 PLS_Toolbox 版本。

可在 MATLAB 支持的平台上运行,包括 Windows、macOS 和 Linux;具体操作系统及 MATLAB 版本应与相应 PLS_Toolbox 的系统要求匹配。

MIA_Toolbox 的图像分析功能也提供于独立运行产品 Solo+MIA 中。Solo+MIA 与依赖 MATLAB、PLS_Toolbox 的插件使用方式不同,可按现有软件环境选择。

正版采购与服务

可咨询 MIA_Toolbox 正版授权采购、软件报价及配置需求。选型时可结合现有 MATLAB 与 PLS_Toolbox 环境确认版本匹配;具体交付内容、更新与技术支持范围按所购授权及维护服务约定执行。

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