Hiperspektral Görüntü Sınıflandırması için Derinlemesine Ayrılabilir Evrişim Tabanlı Artık Ağ Mimarisi

Hiperspektral uzaktan algılama görüntüleri (HUAG), yüzlerce spektral bant içeren ve iki uzamsal-bir spektral boyuta sahip 3B görüntü küpleridir. Sınıflandırma, HUAG’de en popüler konulardan biridir. Son yıllarda HUAG sınıflandırması için çok sayıda derin öğrenme yöntemi önerilmiştir. Özellikle Evrişimli Sinir Ağları (ESA), HUAG'lerin sınıflandırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. ESA, daha yüksek kaliteli HUAG sınıflandırması için daha ayırt edici özellikler sağlayabilen güçlü bir özellik öğrenme yeteneğine sahiptir. Bu çalışma kapsamında 3B/2B ESA, Artık ağ mimarisi ve Derinlemesine ayrılabilir evrişimin birlikte kullanıldığı bir yöntem önerilmiştir. Daha derin ESA'larda, katman sayısı arttıkça daha yüksek sınıflandırma performansı elde etmek için artık ağ kullanılmaktadır. Ayrıca artık ağ sayesinde derin ağlarda oluşabilecek bozulma ve gradyanların yok olması gibi sorunların üstesinden gelinmektedir. Öte yandan, hesaplama maliyetini azaltan, aşırı öğrenmeyi önleyen ve daha fazla uzamsal özellik çıkarımı sağlayan Derinlemesine ayrılabilir evrişimler kullanılmıştır. Son olarak, 3B ESA ile HUAG’lerden uzamsal-spektral özellikler eş zamanlı olarak çıkarılmaktadır. Ancak sadece 3B ESA kullanımı hesaplama karmaşıklığını arttırmaktadır. Yalnızca 2B ESA kullanımı ile de HUAG’lerden sadece uzamsal özellikler çıkarılmaktadır. Spektral özellikler çıkarılamamaktadır. 3B ESA ile 2B ESA’nın birlikte kullanılmasıyla bu iki problem çözülmüştür. Ayrıca önerilen yöntemde optimum spektral bant çıkarımı için temel bileşen analizi bir ön işleme adımı olarak kullanılmıştır. Popüler iki HUAG kıyaslama veriseti olan Indian pines ve Salinas verisetleri kullanılarak uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Uygulamalar sonucunda Indian pines ile %99.45 ve Salinas ile %99.95 genel doğruluk sonucu elde edilmiştir. Elde edilen sınıflandırma sonuçları, önerilen yöntemin sınıflandırma performansının mevcut yöntemlerden daha iyi olduğunu göstermektedir.