論文の概要: PCMamba: Physics-Informed Cross-Modal State Space Model for Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.16373v1
- Date: Thu, 22 May 2025 08:27:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-23 17:12:48.147805
- Title: PCMamba: Physics-Informed Cross-Modal State Space Model for Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imaging
- Title(参考訳): PCMamba:Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imagingのための物理インフォームドクロスモーダル状態空間モデル
- Authors: Ge Meng, Zhongnan Cai, Jingyan Tu, Yingying Wang, Chenxin Li, Yue Huang, Xinghao Ding,
- Abstract要約: Panchromatic (PAN) -assisted Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imaging (DCCHI)は、スナップショットハイパースペクトルイメージングにおいて重要な技術である。
既存の研究は、主に2次元計測からスペクトル情報とPAN画像からの圧縮情報を明示的に探索することに焦点を当てており、HS再建のボトルネックとなっている。
我々は,HSIの前方物理画像処理をMambaの線形空間複雑性に組み込んで,軽量かつ高品質なHSI再構成を容易にする,DCCHIのための物理インフォームド・クロスモーダル・ステート・スペース・モデル・ネットワーク(PCMamba)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 32.78020649100015
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Panchromatic (PAN) -assisted Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imaging (DCCHI) is a key technology in snapshot hyperspectral imaging. Existing research primarily focuses on exploring spectral information from 2D compressive measurements and spatial information from PAN images in an explicit manner, leading to a bottleneck in HSI reconstruction. Various physical factors, such as temperature, emissivity, and multiple reflections between objects, play a critical role in the process of a sensor acquiring hyperspectral thermal signals. Inspired by this, we attempt to investigate the interrelationships between physical properties to provide deeper theoretical insights for HSI reconstruction. In this paper, we propose a Physics-Informed Cross-Modal State Space Model Network (PCMamba) for DCCHI, which incorporates the forward physical imaging process of HSI into the linear complexity of Mamba to facilitate lightweight and high-quality HSI reconstruction. Specifically, we analyze the imaging process of hyperspectral thermal signals to enable the network to disentangle the three key physical properties-temperature, emissivity, and texture. By fully exploiting the potential information embedded in 2D measurements and PAN images, the HSIs are reconstructed through a physics-driven synthesis process. Furthermore, we design a Cross-Modal Scanning Mamba Block (CSMB) that introduces inter-modal pixel-wise interaction with positional inductive bias by cross-scanning the backbone features and PAN features. Extensive experiments conducted on both real and simulated datasets demonstrate that our method significantly outperforms SOTA methods in both quantitative and qualitative metrics.
- Abstract(参考訳): Panchromatic (PAN) -assisted Dual-Camera Compressive Hyperspectral Imaging (DCCHI)は、スナップショットハイパースペクトルイメージングにおいて重要な技術である。
既存の研究は、主に2次元圧縮計測からスペクトル情報とPAN画像からの空間情報を明示的に探索することに焦点を当てており、HSI再構成のボトルネックとなっている。
温度、放射率、物体間の多重反射などの様々な物理的要因は、高スペクトル熱信号を取得するセンサーの過程において重要な役割を果たす。
そこで本研究では, 物理特性間の相互関係を考察し, HSI再建の理論的知見をより深く提供しようと試みる。
本稿では,HSIの前方物理画像処理をMambaの線形複雑化に組み込んで,軽量かつ高品質なHSI再構成を容易にする,DCCHI用物理インフォームドクロスモーダル状態空間モデルネットワーク(PCMamba)を提案する。
具体的には、ハイパースペクトル熱信号の撮像過程を分析し、ネットワークが3つの物理特性(温度、放射率、テクスチャ)を解離させることを可能にする。
2次元計測とPAN画像に埋め込まれたポテンシャル情報をフル活用することにより、物理駆動合成プロセスを通じてHSIを再構築する。
さらに,背骨特徴とPAN特徴をクロススキャンすることで,画素間相互作用と位置誘導バイアスを両立させるクロスモーダル走査マンバブロック(CSMB)を設計する。
実データとシミュレーションデータの両方で行った大規模な実験により,本手法は定量的および定性的指標の両方においてSOTA法を著しく上回っていることが示された。
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