Benefited from the rich and detailed spectral information in hyperspectral images (HSI), HSI offers great potential for a wide variety of medical applications such as computational pathology. But, the lack of adequate annotated data and the high spatiospectral dimensions of HSIs usually make classification networks prone to overfit. Thus, learning a general representation which can be transferred to the downstream tasks is imperative. To our knowledge, no appropriate self-supervised pre-training method has been designed for histopathology HSIs. In this paper, we introduce an efficient and effective Self-supervised Spectral Regression (S$^3$R) method, which exploits the low rank characteristic in the spectral domain of HSI. More concretely, we propose to learn a set of linear coefficients that can be used to represent one band by the remaining bands via masking out these bands. Then, the band is restored by using the learned coefficients to reweight the remaining bands. Two pre-text tasks are designed: (1)S$^3$R-CR, which regresses the linear coefficients, so that the pre-trained model understands the inherent structures of HSIs and the pathological characteristics of different morphologies; (2)S$^3$R-BR, which regresses the missing band, making the model to learn the holistic semantics of HSIs. Compared to prior arts i.e., contrastive learning methods, which focuses on natural images, S$^3$R converges at least 3 times faster, and achieves significant improvements up to 14% in accuracy when transferring to HSI classification tasks.


翻译:从超光谱图像中的丰富和详细的光谱信息中受益的超光谱图像(HSI),HSI为多种医疗应用如计算病理学提供了巨大潜力。但是,由于缺少足够的附加说明的数据和HSI光谱尺寸高,分类网络通常容易过度使用。因此,必须学习可以转移到下游任务的一般代表方法。据我们所知,没有为HSI组织设计出适当的自我监督的训练前方法。在本文中,我们采用了一种高效和高效的自我监督的视觉回归(S3$3,R)方法,这种方法利用了HSI组织光谱域中的低等级特征。更具体地说,我们提议学习一套线性系数,这些系数可以通过遮掩这些波段来代表一个波段。然后,通过使用所学的系数来重新加权其余的波段。在本文前两个任务的设计是:(1)S3美元-CR,它会降低线性系数,因此在HSI的光谱域域域域域域中,将前的精度方法转换为HSI的内在结构结构结构,然后将HRS的精度转换成HR的内在结构结构结构,然后将HR的精度转换为HI。然后将HSI的精度转化为的精度转化为的精度转换为HSI的精度,然后将HSI的精度转化为的精度结构的精度转化为的精度转换成HSI的精度转换为HI。

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