Hyperspectral imaging is an essential imaging modality for a wide range of applications, especially in remote sensing, agriculture, and medicine. Inspired by existing hyperspectral cameras that are either slow, expensive, or bulky, reconstructing hyperspectral images (HSIs) from a low-budget snapshot measurement has drawn wide attention. By mapping a truncated numerical optimization algorithm into a network with a fixed number of phases, recent deep unfolding networks (DUNs) for spectral snapshot compressive sensing (SCI) have achieved remarkable success. However, DUNs are far from reaching the scope of industrial applications limited by the lack of cross-phase feature interaction and adaptive parameter adjustment. In this paper, we propose a novel Hyperspectral Explicable Reconstruction and Optimal Sampling deep Network for SCI, dubbed HerosNet, which includes several phases under the ISTA-unfolding framework. Each phase can flexibly simulate the sensing matrix and contextually adjust the step size in the gradient descent step, and hierarchically fuse and interact the hidden states of previous phases to effectively recover current HSI frames in the proximal mapping step. Simultaneously, a hardware-friendly optimal binary mask is learned end-to-end to further improve the reconstruction performance. Finally, our HerosNet is validated to outperform the state-of-the-art methods on both simulation and real datasets by large margins.


翻译:超光谱成像是广泛应用,特别是遥感、农业和医学应用的一种基本成像模式。受缓慢、昂贵或大体化的现有超光谱照相机的启发,从低预算快照测量中重建超光谱图像引起了广泛的注意。通过将一个截断的数字优化算法绘制成一个具有固定阶段数的网络,最近为光谱快照压缩感(SCI)建立的深层网络(DUNs)取得了显著的成功。然而,DUN远远没有达到工业应用的范围,因为缺乏跨阶段特征互动和适应参数调整而限制了工业应用的范围。在本文中,我们提出了一个新的超光谱可复制的重建以及SCI最佳取样深度网络(HISTA),这个网络包含在ISTA翻开框架下的几个阶段。每个阶段都可以灵活地模拟感测矩阵,并按背景调整梯度下降步骤的步伐大小,分级引信和前几个阶段的隐藏状态,以有效恢复当前HSI级特征框架。同时,HE-友好型的硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式硬式模式模模件件件件件件件式模件式模件式模件式模件式模件式模件式模件式模件件式模件件件件件件件件件件件式模件表件件件件件件件件件式模件表件式的顶件件表件件件件件件件件件件件表件表件件件件件表件表件表件表件表,在最后最后最后最后的模件装上,在模拟上,在模拟上,在模拟上,在模拟式的模拟式的顶件装上,在模拟式的模拟式的模拟上,在模拟上,在模拟上,在模拟式的

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