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Invariant Attribute Profiles: A Spatial-Frequency Joint Feature Extractor for Hyperspectral Image Classification

Hong, Danfeng und Wu, Xin und Ghamisi, Pedram und Chanussot, Jocelyn und Yokoya, Naoto und Zhu, Xiao Xiang (2020) Invariant Attribute Profiles: A Spatial-Frequency Joint Feature Extractor for Hyperspectral Image Classification. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 58 (6), Seiten 3791-3808. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TGRS.2019.2957251. ISSN 0196-2892.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8961105

Kurzfassung

Up to the present, an enormous number of advanced techniques have been developed to enhance and extract the spatially semantic information in hyperspectral image processing and analysis. However, locally semantic change, such as scene composition, relative position between objects, spectral variability caused by illumination, atmospheric effects, and material mixture, has been less frequently investigated in modeling spatial information. As a consequence, identifying the same materials from spatially different scenes or positions can be difficult. In this paper, we propose a solution to address this issue by locally extracting invariant features from hyperspectral imagery (HSI) in both spatial and frequency domains, using a method called invariant attribute profiles (IAPs). IAPs extract the spatial invariant features by exploiting isotropic filter banks or convolutional kernels on HSI and spatial aggregation techniques (e.g., superpixel segmentation) in the Cartesian coordinate system. Furthermore, they model invariant behaviors (e.g., shift, rotation) by the means of a continuous histogram of oriented gradients constructed in a Fourier polar coordinate. This yields a combinatorial representation of spatial-frequency invariant features with application to HSI classification. Extensive experiments conducted on three promising hyperspectral datasets (Houston2013 and Houston2018) demonstrate the superiority and effectiveness of the proposed IAP method in comparison with several state-of-the-art profile-related techniques. The codes will be available from the website: https://sites.google.com/view/danfeng-hong/data-code.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132302/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Invariant Attribute Profiles: A Spatial-Frequency Joint Feature Extractor for Hyperspectral Image Classification
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hong, DanfengDanfeng.Hong (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wu, XinBeijing Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghamisi, Pedramp.ghamisi (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chanussot, Jocelynjocelyn (at) hi.isNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yokoya, NaotoRIKENNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao Xiangxiao.zhu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:58
DOI:10.1109/TGRS.2019.2957251
Seitenbereich:Seiten 3791-3808
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0196-2892
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Attribute profile, feature extraction, Fourier, frequency, hyperspectral image, invariant, remote sensing, spatial information modeling, spatial-spectral classification.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahren (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Hong, Danfeng
Hinterlegt am:06 Dez 2019 10:44
Letzte Änderung:24 Okt 2023 12:56

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