本发明公开了基于分类选优的双边滤波算法，将图像中的各像素依次选定为中心像素，在中心像素周围按高斯滤波标准差选取第一模板，选取第一模板内结构相似像素生成第二模板，在第二模板内对像素进行双边滤波算法，以此得到中心像素的处理像素值，最后根据各处理像素值得到处理后的图像。本发明还公开了基于分类选优的双边滤波算法实现的高光谱图像空谱特征提取方法。本发明算法极大的限制了待处理图像选定邻域内的非结构相似像素，提高了结构相似像素的权重及其对输出像素值的影响，提高了待处理图像特征区域信息的保留度，增强了待处理图像的双边滤波算法输出效果。