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Spectral-Spatial Classification Integrating Band Selection for Hyperspectral Imagery With Severe Noise Bands

Zhao, Ji und Tian, Suzheng und Geiß, Christian und Wang, Lizhe und Zhong, Yanfei und Taubenböck, Hannes (2020) Spectral-Spatial Classification Integrating Band Selection for Hyperspectral Imagery With Severe Noise Bands. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 13, Seiten 1597-1609. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/JSTARS.2020.2984568. ISSN 1939-1404.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9064549

Kurzfassung

Spectral-spatial classification for hyperspectral imagery has been receiving much attention, since the detailed spectral and rich spatial information of hyperspectral images can be fully exploited to improve the classification accuracy. However, when the original hyperspectral images have very noisy bands, these bands may have an unfavorable impact on the classification, and are often discarded in advance based on expert knowledge. In this study, a spectral-spatial conditional random field classification algorithm integrating band selection (CRFBS) is developed for hyperspectral imagery with severe noise bands. The proposed algorithm integrates band selection based on the relative utility of the spectral bands for classification. Consequently, negative effects of severe noise bands are eliminated and the need for high-quality image data is substantially reduced. In addition, the CRFBS algorithm makes comprehensive use of both the spectral and the spatial cues to improve the classification performance. The spectral cues are formulated by integrating the support vector machine and random forest algorithms to improve the spectral discriminative ability in the unary potentials, and the spatial information are modeled to consider the interactions between pixels in pairwise potentials. The experiments using different airborne and UAV-borne hyperspectral data verified the effectiveness of the CRFBS method. The CRFBS algorithm can achieve accurate interpretation of the various classification categories and a more than 3% improvement in classification accuracy, compared with the method using the original hyperspectral image with severe noise bands.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135031/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Spectral-Spatial Classification Integrating Band Selection for Hyperspectral Imagery With Severe Noise Bands
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhao, JiChina University of Geosciences, WuhanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tian, SuzhengChina University of Geosciences, WuhanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Geiß, ChristianChristian.Geiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7961-8553NICHT SPEZIFIZIERT
Wang, LizheWuhan University, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhong, YanfeiWuhan University, Wuhan, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taubenböck, Hanneshannes.taubenboeck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4360-9126NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1109/JSTARS.2020.2984568
Seitenbereich:Seiten 1597-1609
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1939-1404
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Conditional random fields, hyperspectral image, image classification, random forest, spectral-spatial classification
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Fernerkundung u. Geoforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Georisiken und zivile Sicherheit
Hinterlegt von: Taubenböck, Prof. Dr. Hannes
Hinterlegt am:03 Jun 2020 11:03
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:56

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