論文の概要: Evidential Deep Learning with Spectral-Spatial Uncertainty Disentanglement for Open-Set Hyperspectral Domain Generalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09460v1
- Date: Wed, 11 Jun 2025 07:07:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-13 06:35:02.679395
- Title: Evidential Deep Learning with Spectral-Spatial Uncertainty Disentanglement for Open-Set Hyperspectral Domain Generalization
- Title(参考訳): 開集合超スペクトル領域一般化のためのスペクトル空間不確かさ分散を用いた証拠深層学習
- Authors: Amirreza Khoshbakht, Erchan Aptoula,
- Abstract要約: ハイパースペクトル画像分類のための新しいオープンセット領域一般化フレームワークを提案する。
このフレームワークは、SIFD(Spectrum-Invariant Frequency Disentanglement)、DCRN(Dual-Channel Residual Network)、EDL(Evidential Deep Learning)、SSUD(Spectral-Spatial Uncertainty Disentanglement)の4つの重要なコンポーネントを組み合わせている。
実験結果から,本手法は最先端のドメイン適応手法に匹敵する性能を実現することが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.770351255180493
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Open-set domain generalization(OSDG) for hyperspectral image classification presents significant challenges due to the presence of unknown classes in target domains and the need for models to generalize across multiple unseen domains without target-specific adaptation. Existing domain adaptation methods assume access to target domain data during training and fail to address the fundamental issue of domain shift when unknown classes are present, leading to negative transfer and reduced classification performance. To address these limitations, we propose a novel open-set domain generalization framework that combines four key components: Spectrum-Invariant Frequency Disentanglement (SIFD) for domain-agnostic feature extraction, Dual-Channel Residual Network (DCRN) for robust spectral-spatial feature learning, Evidential Deep Learning (EDL) for uncertainty quantification, and Spectral-Spatial Uncertainty Disentanglement (SSUD) for reliable open-set classification. The SIFD module extracts domain-invariant spectral features in the frequency domain through attention-weighted frequency analysis and domain-agnostic regularization, while DCRN captures complementary spectral and spatial information via parallel pathways with adaptive fusion. EDL provides principled uncertainty estimation using Dirichlet distributions, enabling the SSUD module to make reliable open-set decisions through uncertainty-aware pathway weighting and adaptive rejection thresholding. Experimental results on three cross-scene hyperspectral classification tasks show that our approach achieves performance comparable to state-of-the-art domain adaptation methods while requiring no access to the target domain during training. The implementation will be made available at https://github.com/amir-khb/SSUDOSDG upon acceptance.
- Abstract(参考訳): ハイパースペクトル画像分類のためのオープンセット領域一般化(OSDG)は、ターゲット領域に未知のクラスが存在することや、ターゲット固有の適応なしに複数の未確認領域にまたがるモデルを一般化する必要性により、大きな課題を呈している。
既存のドメイン適応手法では、トレーニング中に対象のドメインデータへのアクセスを前提としており、未知のクラスが存在する場合のドメインシフトの根本的な問題に対処できないため、負の転送や分類性能が低下する。
これらの制約に対処するため、領域に依存しない特徴抽出のためのSIFD(Spectrum-Invariant Frequency Disentanglement)、堅牢なスペクトル空間特徴学習のためのDual-Channel Residual Network(DCRN)、不確実性定量化のためのEvidential Deep Learning(EDL)、信頼性のあるオープンセット分類のためのSpectral-Spatial Uncertainty Disentanglement(SSUD)の4つの重要なコンポーネントを組み合わせた新しいオープンセットドメイン一般化フレームワークを提案する。
SIFDモジュールは、注意重み付け周波数分析とドメイン非依存正規化により周波数領域の領域不変スペクトルの特徴を抽出し、DCRNは適応融合を伴う並列経路を介して補完スペクトルと空間情報をキャプチャする。
EDLはディリクレ分布を用いた原理的不確実性推定を提供するため、SSUDモジュールは不確実性認識経路重み付けと適応的拒絶閾値付けにより、信頼性の高いオープンセット決定を行うことができる。
3つのクロスステージハイパースペクトル分類タスクの実験結果から,本手法は訓練中に対象領域へのアクセスを必要とせず,最先端領域適応法に匹敵する性能を達成できることが示された。
実装は https://github.com/amir-khb/SSUDOSDG で受け入れられる。
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