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Feature Guided Masked Autoencoder for Self-supervised Learning in Remote Sensing

Wang, Yi und Hernandez-Hernandez, Hugo und Albrecht, Conrad M und Zhu, Xiao Xiang (2024) Feature Guided Masked Autoencoder for Self-supervised Learning in Remote Sensing. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/JSTARS.2024.3493237. ISSN 1939-1404.

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Kurzfassung

Self-supervised learning guided by masked image modelling, such as Masked AutoEncoder (MAE), has attracted wide attention for pretraining vision transformers in remote sensing. However, MAE tends to excessively focus on pixel details, thereby limiting the model's capacity for semantic understanding, in particular for noisy SAR images. In this paper, we explore spectral and spatial remote sensing image features as improved MAE-reconstruction targets. We first conduct a study on reconstructing various image features, all performing comparably well or better than raw pixels. Based on such observations, we propose Feature Guided Masked Autoencoder (FG-MAE): reconstructing a combination of Histograms of Oriented Graidents (HOG) and Normalized Difference Indices (NDI) for multispectral images, and reconstructing HOG for SAR images. Experimental results on three downstream tasks illustrate the effectiveness of FG-MAE with a particular boost for SAR imagery. Furthermore, we demonstrate the well-inherited scalability of FG-MAE and release a first series of pretrained vision transformers for medium resolution SAR and multispectral images.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202303/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Feature Guided Masked Autoencoder for Self-supervised Learning in Remote Sensing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wang, YiYi.Wang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hernandez-Hernandez, Hugoge79was (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albrecht, Conrad MConrad.Albrecht (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-2422-7289NICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao XiangXiaoXiang.Zhu (at) tum.dehttps://orcid.org/0000-0001-5530-3613NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 November 2024
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
DOI:10.1109/JSTARS.2024.3493237
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1939-1404
Status:veröffentlicht
Stichwörter:self-supervised learning, masked autoencoder, optical remote sensing, SAR, Sentinel
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Albrecht, Conrad M
Hinterlegt am:25 Nov 2024 13:57
Letzte Änderung:28 Nov 2024 12:37

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