Hyperspectral image (HSI) classification has been a hot topic for decides, as hyperspectral images have rich spatial and spectral information and provide strong basis for distinguishing different land-cover objects. Benefiting from the development of deep learning technologies, deep learning based HSI classification methods have achieved promising performance. Recently, several neural architecture search (NAS) algorithms have been proposed for HSI classification, which further improve the accuracy of HSI classification to a new level. In this paper, NAS and Transformer are combined for handling HSI classification task for the first time. Compared with previous work, the proposed method has two main differences. First, we revisit the search spaces designed in previous HSI classification NAS methods and propose a novel hybrid search space, consisting of the space dominated cell and the spectrum dominated cell. Compared with search spaces proposed in previous works, the proposed hybrid search space is more aligned with the characteristic of HSI data, that is, HSIs have a relatively low spatial resolution and an extremely high spectral resolution. Second, to further improve the classification accuracy, we attempt to graft the emerging transformer module on the automatically designed convolutional neural network (CNN) to add global information to local region focused features learned by CNN. Experimental results on three public HSI datasets show that the proposed method achieves much better performance than comparison approaches, including manually designed network and NAS based HSI classification methods. Especially on the most recently captured dataset Houston University, overall accuracy is improved by nearly 6 percentage points. Code is available at: https://github.com/Cecilia-xue/HyT-NAS.


翻译:高光谱图像(HSI)分类一直是研究热点,因为高光谱图像具有丰富的空间和光谱信息,为区分不同的地表覆盖物提供了坚实的基础。由于深度学习技术的发展,基于深度学习的HSI分类方法已经取得了很好的表现。最近,多个NAS算法被提出用于HSI分类,进一步提高了HSI分类的精度。本文提出了一种将NAS和Transformer结合处理HSI分类任务的方法。相较于以前的工作,本文的方法有两个主要的不同。首先,我们重新审视了先前的HSI分类NAS方法中设计的搜索空间,并提出了一个新颖的混合搜索空间,由主导空间单元和光谱主导单元组成。相较于先前的搜索空间,新的混合搜索空间更符合HSI数据的特征,即HSI具有相对较低的空间分辨率和极高的光谱分辨率。其次,为进一步提高分类精度,我们尝试将新兴的Transformer模块移植到自动设计的卷积神经网络(CNN)上,在CNN学习的局部区域重点特征上添加全局信息。在三个公共HSI数据集上的实验结果表明,该方法比比较方法(包括手动设计的网络和基于NAS的HSI分类方法)具有更好的性能。尤其在最近捕获的Houston University数据集上,总体精度提高了近6个百分点。代码可在https://github.com/Cecilia-xue/HyT-NAS找到。

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