Hyperspectral image (HSI) classification has recently reached its performance bottleneck. Multimodal data fusion is emerging as a promising approach to overcome this bottleneck by providing rich complementary information from the supplementary modality (X-modality). However, achieving comprehensive cross-modal interaction and fusion that can be generalized across different sensing modalities is challenging due to the disparity in imaging sensors, resolution, and content of different modalities. In this study, we propose a Local-to-Global Cross-modal Attention-aware Fusion (LoGoCAF) framework for HSI-X classification that jointly considers efficiency, accuracy, and generalizability. LoGoCAF adopts a pixel-to-pixel two-branch semantic segmentation architecture to learn information from HSI and X modalities. The pipeline of LoGoCAF consists of a local-to-global encoder and a lightweight multilayer perceptron (MLP) decoder. In the encoder, convolutions are used to encode local and high-resolution fine details in shallow layers, while transformers are used to integrate global and low-resolution coarse features in deeper layers. The MLP decoder aggregates information from the encoder for feature fusion and prediction. In particular, two cross-modality modules, the feature enhancement module (FEM) and the feature interaction and fusion module (FIFM), are introduced in each encoder stage. The FEM is used to enhance complementary information by combining the feature from the other modality across direction-aware, position-sensitive, and channel-wise dimensions. With the enhanced features, the FIFM is designed to promote cross-modality information interaction and fusion for the final semantic prediction. Extensive experiments demonstrate that our LoGoCAF achieves superior performance and generalizes well. The code will be made publicly available.


翻译:高光谱图像(HSI)分类近期已触及性能瓶颈。多模态数据融合通过从补充模态(X模态)提供丰富的互补信息,正成为突破该瓶颈的一种有前景的方法。然而,由于不同模态在成像传感器、分辨率和内容上的差异,实现可泛化至不同传感模态的全面跨模态交互与融合具有挑战性。本研究提出一种用于HSI-X分类的局部到全局跨模态注意力感知融合(LoGoCAF)框架,该框架同时兼顾效率、准确性与泛化能力。LoGoCAF采用像素到像素的双分支语义分割架构,分别从HSI和X模态中学习信息。其流程包含一个局部到全局编码器和一个轻量级多层感知机(MLP)解码器。在编码器中,浅层使用卷积编码局部高分辨率的精细细节,而深层使用Transformer整合全局低分辨率的粗略特征。MLP解码器聚合编码器信息以进行特征融合与预测。特别地,在每个编码器阶段引入了两个跨模态模块:特征增强模块(FEM)和特征交互与融合模块(FIFM)。FEM通过结合另一模态的特征,在方向感知、位置敏感和通道维度上增强互补信息。利用增强后的特征,FIFM旨在促进跨模态信息交互与融合,以进行最终语义预测。大量实验表明,所提出的LoGoCAF实现了优越的性能并具有良好的泛化能力。代码将公开提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Meta-Transfer Learning for Zero-Shot Super-Resolution
Arxiv
43+阅读 · 2020年2月27日
VIP会员
最新内容
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:48
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
7+阅读 · 今天8:46
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
9+阅读 · 今天5:37
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
7+阅读 · 今天5:35
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:24
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员