Hyperspectral image classification (HIC) is an active research topic in remote sensing. Hyperspectral images typically generate large data cubes posing big challenges in data acquisition, storage, transmission and processing. To overcome these limitations, this paper develops a novel deep learning HIC approach based on compressive measurements of coded-aperture snapshot spectral imagers (CASSI), without reconstructing the complete hyperspectral data cube. A new kind of deep learning strategy, namely 3D coded convolutional neural network (3D-CCNN) is proposed to efficiently solve for the classification problem, where the hardware-based coded aperture is regarded as a pixel-wise connected network layer. An end-to-end training method is developed to jointly optimize the network parameters and the coded apertures with periodic structures. The accuracy of classification is effectively improved by exploiting the synergy between the deep learning network and coded apertures. The superiority of the proposed method is assessed over the state-of-the-art HIC methods on several hyperspectral datasets.


翻译:超光谱图像分类(HIC)是遥感的一个积极研究课题。超光谱图像通常产生大型数据立方体,对数据获取、存储、传输和处理构成重大挑战。为克服这些限制,本文件根据对编码光谱光谱成像仪的压缩测量,在不重建完整的超光谱数据立方体的情况下,开发了一种新的深思熟虑的HIC方法。提出了一种新的深层学习战略,即3D编码进化神经网络(3D-CCNN),以有效解决分类问题,因为基于硬件的编码孔径被视为正像素连接网络层。开发了终端到终端培训方法,以联合优化网络参数和有周期结构的编码孔径。通过利用深光谱网络和编码孔之间的协同作用,有效地提高了分类的准确性。在几个超光谱数据集上,对拟议方法的优越性进行了评估,高于最先进的HIC方法。

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