Research Article

3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması

Volume: 11 Number: 1 March 25, 2022
EN TR

3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması

Abstract

Hiperspektral görüntü sınıflandırma, uzaktan algılanan görüntülerin analizi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir hiperspektral görüntü, uygulamalarda büyük potansiyele sahip olan yer nesnelerinin zengin spektral bilgilerini ve uzamsal bilgilerini içermektedir. Spektral uzamsal bilgi kullanımı hiperspektral görüntü sınıflandırmasının performansını önemli ölçüde arttırmaktadır. Hiperspektral görüntüler, 3B küpler biçiminde gösterilmektedir. Bu nedenle, 3B uzamsal filtreleme, bu tür görüntülerdeki spektral uzamsal özellikleri eşzamanlı olarak çıkarmak için doğal olarak basit ve etkili bir yöntem sunmaktadır. Bu çalışmada, hiperspektral görüntü sınıflandırması için bir 3B evrişimli sinir ağı (3B ESA) yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem, derin spektral uzamsal birleştirilmiş özellikleri etkin bir şekilde çıkarmaktadır. Aynı zamanda herhangi bir ön işleme veya son işleme dayanmadan hiperspektral görüntü küpü verileri toplu olarak görüntülemektedir. Hiperspektral görüntü küpü önce küçük üst üste binen 3B parçalara bölünmektedir. Daha sonra bu parçalar, spektral bilgileri de koruyan birden çok bitişik bant üzerinde bir 3B çekirdek işlevi kullanarak 3B özellik haritaları oluşturmak için işlenmektedir. Önerilen yöntem indian pines, pavia üniversitesi ve botswana veri setleri ile test edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, indian pines için %99,35, pavia üniversitesi için %99,90 ve botswana için ise %99,59 genel doğruluk sonuçları elde edilmiştir. Sonuçlar, 4 farklı derin öğrenme tabanlı yöntemle karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlardan, önerilen 3B ESA yöntemimizin daha iyi performans gösterdiği görülmektedir.

Keywords

References

  1. [1] Li Y, Zhang H, Shen Q. Spectral-spatial classification of hyperspectral imagery with 3D convolutional neural network. Remote Sens. 2017;9(1). https://doi: 10.3390/rs9010067.
  2. [2] Sun H, Ren J, Zhao H, Yan Y, Zabalza J, Marshall S. Superpixel based feature specific sparse representation for spectral-spatial classification of hyperspectral images. Remote Sens. 2019;11(5). https://doi: 10.3390/rs11050536.
  3. [3] Dou P, Zeng C. Hyperspectral image classification using feature relations map learning. Remote Sens. 2020;12(18). https://doi: 10.3390/RS12182956.
  4. [4] Ahmad M. Spatial prior fuzziness pool-based interactive classification of hyperspectral images. Remote Sens. 2019;11(9):1–19. https://doi: 10.3390/rs11091136.
  5. [5] Ahmad M, Khan MA, Mazzara M, Distefano S, Ali M, Sarfraz MS. A Fast and Compact 3-D CNN for Hyperspectral Image Classification. IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 2020:1–5. https://doi: 10.1109/LGRS.2020.3043710.
  6. [6] Wang Y, Yu W, Fang Z. Multiple Kernel-based SVM classification of hyperspectral images by combining spectral, spatial, and semantic information. Remote Sens. 2020;12(1). https://doi: 10.3390/RS12010120.
  7. [7] Ham JS, Chen Y, Crawford MM, Ghosh J. Investigation of the random forest framework for classification of hyperspectral data. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2005;43(3):492–501. https://doi: 10.1109/TGRS.2004.842481.
  8. [8] Alcolea A, Paoletti ME, Haut JM, Resano J, Plaza A. Inference in supervised spectral classifiers for on-board hyperspectral imaging: An overview. Remote Sens. 2020;12(3):1–29. https://doi: 10.3390/rs12030534.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 25, 2022

Submission Date

April 5, 2021

Acceptance Date

May 25, 2021

Published in Issue

Year 2022 Volume: 11 Number: 1

APA
Fırat, H., & Hanbay, D. (2022). 3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması. Turkish Journal of Nature and Science, 11(1), 19-28. https://doi.org/10.46810/tdfd.909817
AMA
1.Fırat H, Hanbay D. 3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması. TJNS. 2022;11(1):19-28. doi:10.46810/tdfd.909817
Chicago
Fırat, Hüseyin, and Davut Hanbay. 2022. “3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması”. Turkish Journal of Nature and Science 11 (1): 19-28. https://doi.org/10.46810/tdfd.909817.
EndNote
Fırat H, Hanbay D (March 1, 2022) 3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması. Turkish Journal of Nature and Science 11 1 19–28.
IEEE
[1]H. Fırat and D. Hanbay, “3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması”, TJNS, vol. 11, no. 1, pp. 19–28, Mar. 2022, doi: 10.46810/tdfd.909817.
ISNAD
Fırat, Hüseyin - Hanbay, Davut. “3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması”. Turkish Journal of Nature and Science 11/1 (March 1, 2022): 19-28. https://doi.org/10.46810/tdfd.909817.
JAMA
1.Fırat H, Hanbay D. 3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması. TJNS. 2022;11:19–28.
MLA
Fırat, Hüseyin, and Davut Hanbay. “3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması”. Turkish Journal of Nature and Science, vol. 11, no. 1, Mar. 2022, pp. 19-28, doi:10.46810/tdfd.909817.
Vancouver
1.Hüseyin Fırat, Davut Hanbay. 3 Boyutlu Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Hiperspektral Görüntülerin Sınıflandırılması. TJNS. 2022 Mar. 1;11(1):19-28. doi:10.46810/tdfd.909817

Cited By