論文の概要: Polyhedral Unmixing: Bridging Semantic Segmentation with Hyperspectral Unmixing via Polyhedral-Cone Partitioning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.29438v1
- Date: Tue, 31 Mar 2026 08:46:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-01 15:25:03.362889
- Title: Polyhedral Unmixing: Bridging Semantic Segmentation with Hyperspectral Unmixing via Polyhedral-Cone Partitioning
- Title(参考訳): ポリヘドラルアンミキシング:ポリヘドラル-コーン分割によるハイパースペクトルアンミキシングによるブリッジングセマンティックセマンティックセグメンテーション
- Authors: Antoine Bottenmuller, Etienne Decencière, Petr Dokládal,
- Abstract要約: 本稿では,意味的セグメンテーションからブラインドハイパースペクトルアンミックスを行う,直接セグメンテーション・トゥ・アンミックスパイプラインを提案する。
セグメンテーション法は自由に選択できるので、ユーザはアンミックスプロセスに対する明示的な制御を得る。
3つの実データを用いた実験により,提案手法の有効性が示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.4851820343103035
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Semantic segmentation and hyperspectral unmixing are two central problems in spectral image analysis. The former assigns each pixel a discrete label corresponding to its material class, whereas the latter estimates pure material spectra, called endmembers, and, for each pixel, a vector representing material abundances in the observed scene. Despite their complementarity, these two problems are usually addressed independently. This paper aims to bridge these two lines of work by formally showing that, under the linear mixing model, pixel classification by dominant materials induces polyhedral-cone regions in the spectral space. We leverage this fundamental property to propose a direct segmentation-to-unmixing pipeline that performs blind hyperspectral unmixing from any semantic segmentation by constructing a polyhedral-cone partition of the space that best fits the labeled pixels. Signed distances from pixels to the estimated regions are then computed, linearly transformed via a change of basis in the distance space, and projected onto the probability simplex, yielding an initial abundance estimate. This estimate is used to extract endmembers and recover final abundances via matrix pseudo-inversion. Because the segmentation method can be freely chosen, the user gains explicit control over the unmixing process, while the rest of the pipeline remains essentially deterministic and lightweight. Beyond improving interpretability, experiments on three real datasets demonstrate the effectiveness of the proposed approach when associated with appropriate clustering algorithms, and show consistent improvements over recent deep and non-deep state-of-the-art methods. The code is available at: https://github.com/antoine-bottenmuller/polyhedral-unmixing
- Abstract(参考訳): スペクトル画像解析におけるセマンティックセグメンテーションとハイパースペクトルアンミックスは2つの中心的な問題である。
前者は、各ピクセルに、その材料クラスに対応する離散ラベルを割り当て、後者は、エンドメンバーと呼ばれる純粋な物質スペクトルを推定し、各ピクセルに対して、観察されたシーンにおける材料量を表すベクトルを割り当てる。
その相補性にもかかわらず、これらの2つの問題は通常は独立して解決される。
本論文は, 線形混合モデルにより, 主成分による画素分類がスペクトル空間の多面体-円錐領域を誘導することを示すことによって, これら2つの研究線を橋渡しすることを目的としている。
この基本特性を利用して、ラベル付き画素に最もよく適合する空間の多面体-円錐分割を構築することにより、任意のセグメンテーションからブラインドハイパースペクトルアンミックスを行う、直接セグメンテーション-アンミックスパイプラインを提案する。
その後、画素から推定領域までの符号付き距離が計算され、距離空間の基底の変化によって線形に変換され、確率単純度に投影され、初期存在量推定が得られる。
この推定は、エンドメンバーを抽出し、行列擬似逆転法による最終アブリダンスを復元するために用いられる。
セグメンテーションメソッドは自由に選択できるため、ユーザーはアンミックスプロセスに対して明示的な制御を受け、残りのパイプラインは本質的に決定論的で軽量なままである。
解釈可能性の改善に加えて、3つの実際のデータセットの実験は、適切なクラスタリングアルゴリズムと関連付ける際に提案されたアプローチの有効性を示し、最近のディープ・オブ・ザ・アーティファクト・メソッドよりも一貫した改善を示している。
コードは以下の通り。 https://github.com/antoine-bottenmuller/polyhedral-unmixing
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