激光与光电子学进展, 2022, 59 (18): 1810014, 网络出版: 2022-08-29   

多尺度特征融合残差网络的高光谱地物分类

Hyperspectral Image Classification Based on Multi-Scale Feature Fusion Residual Network
作者单位
1 贵州大学大数据与信息工程学院半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵州 贵阳 550025
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
摘要
为充分提取高光谱图像(HSI)的光谱空间信息特征,实现HSI的高精度地物分类,提出端到端的多尺度特征融合残差(MFFI)模块。该模块结合了3D多尺度卷积、特征融合以及残差连接3种手段,实现了HSI多尺度光谱空间特征的联合提取。因模块具有端到端特性,可通过堆叠多个MFFI模块得到具有提取深层特征能力的MFFI网络。该网络在Salinas、Indian Pines和University of Pavia 3个HSI数据集的平均总体准确率为99.73%,平均准确率为99.84%,平均卡帕系数为0.9971。结果表明:MFFI模块可以有效提取不同类型地物数据集的光谱空间特征,并取得良好的分类结果。
Abstract
In order to fully extract the spectral-spatial features of hyperspectral image (HSI) and to achieve high-precision ground object classification of HSI, an end-to-end multi-scale feature fusion identity (MFFI) block is proposed. This block combines 3D multi-scale convolution, feature fusion and residual connection. Through this block, multi-scale spectral-spatial joint features of HSI can be extracted. Because of the end-to-end feature of the block, the final MFFI network can be obtained by stacking multiple MFFI blocks. The average overall accuracy of 99.73%, average accuracy of 99.84%, and Kappa coefficient of 0.9971 are obtained on three HSI datasets: Salinas, Indian Pines and University of Pavia. The results show that the proposed MFFI block can effectively extract the spectral-spatial features of different types of ground object datasets and achieve satisfactory classification results.

邓子青, 王阳, 张兵, 丁召, 边历峰, 杨晨. 多尺度特征融合残差网络的高光谱地物分类[J]. 激光与光电子学进展, 2022, 59(18): 1810014. Ziqing Deng, Yang Wang, Bing Zhang, Zhao Ding, Lifeng Bian, Chen Yang. Hyperspectral Image Classification Based on Multi-Scale Feature Fusion Residual Network[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2022, 59(18): 1810014.

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