RS DL
论文介绍
题目:MambaHSI: Spatial–Spectral Mamba for Hyperspectral Image Classification
期刊:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
论文:https://ieeexplore.ieee.org/document/10604894
代码:https://github.com/li-yapeng/MambaHSI
年份:2024
创新点
基于Mamba的HSI分类模型:该模型利用Mamba在建模长程依赖性和线性计算复杂度方面的优势,克服了传统CNN和Transformer模型的局限性。
结合空间和光谱信息:提出了空间Mamba模块(SpaMB)和光谱Mamba模块(SpeMB),以捕捉对HSI分类至关重要的两种信息。
自适应融合空间和光谱特征:利用空间光谱融合模块(SSFM)自适应融合空间和光谱特征。
数据
帕维亚大学数据集(Pavia University)
传感器:反射光学系统成像光谱仪(ROSIS)。
波段数:103。
尺寸:610×340 像素。
类别:九个类别,包括各种城市和植被地物。
休斯顿数据集(Houston):
传感器:ITRES CASI 1500。
波段数:144。
尺寸:349×1905 像素。
类别:16 个类别,如住宅、商业和植被。
WHU-Hi-HanChuan 数据集:
传感器:Headwall Nano-Hyperspec。
波段数:274(400 到 1000 nm)。
尺寸:1217×303 像素。
类别:多种地物类别,且包含七种作物,草莓、豇豆、大豆等。
WHU-Hi-HongHu(洪湖)数据集:
传感器:Headwall Nano-Hyperspec。
波段数:270(400 到 1000 nm)。
尺寸:940×475 像素。
标记像素:多种作物类别。
类别:多种农作物及其不同品种。
方法
总体结构
1.嵌入层
功能:将光谱向量投射到像素级的嵌入空间。
卷积层:使用 1×1 卷积核对输入进行卷积操作。
组归一化(GN)层:对卷积后的结果进行归一化处理。
SiLU 激活函数:应用 SiLU 激活函数。
2.编码器
空间 Mamba 块(SpaMB):
目的:通过建模长距离依赖关系提取空间特征。
展平输入嵌入。
应用带有 GN 和 SiLU 激活的 Mamba 层。
重塑并添加残差连接到输入嵌入。
光谱 Mamba 块(SpeMB):
目的:利用光谱连续性提取光谱特征。
将光谱特征分组。
展平分组后的光谱特征。
应用带有 GN 和 SiLU 激活的 Mamba 层。
重塑并添加残差连接到输入嵌入。
空间-光谱融合模块(SSFM):
目的:自适应地融合空间和光谱特征。
估计空间和光谱特征的重要性。
使用学习到的权重和残差连接融合特征。
3.分割头
分割头通过 1×1 卷积层生成最终的分类 logits,用于像素级别的分类预测。
结果和精度
精度对比
MambaHSI 在所有四个数据集上都取得了SOTA的结果,超越了其他基于 ML、GCN、CNN 和Transformer 的方法。
多个数据集上的精度值对比
多个数据集上的可视化对比
消融实验
复杂度分析
更多分析可见原文
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