論文の概要: IB-HFN: Information Bottleneck-Driven SAR-Optical Fusion Network for High-Fidelity Cloud Removal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.09347v2
- Date: Wed, 10 Jun 2026 00:14:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-11 14:23:44.36521
- Title: IB-HFN: Information Bottleneck-Driven SAR-Optical Fusion Network for High-Fidelity Cloud Removal
- Title(参考訳): IB-HFN:高密度クラウド除去のための情報ブートネック駆動SAR-Optical Fusion Network
- Authors: Haojun Guo, Fan Feng, Ziquan Wang, Yongsheng Zhang, Ying Yu,
- Abstract要約: 本稿では,SAR支援光雲除去のためのInformation Bottleneck-driven High-Fidelity Network (IB-HFN)を提案する。
IB-HFNは、深いセマンティック融合の前にモダリティ固有の表現を保持するためにデュアルストリームバックボーンを使用している。
SEN12MS-CRデータセットの時分割実験により、IB-HFNは既存の手法よりも優れた構造保存とスペクトル忠実性が得られることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.935012033334477
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Synthetic aperture radar (SAR)-assisted optical cloud removal aims to recover surface information obscured by clouds in optical remote sensing images by exploiting complementary SAR observations. Existing multimodal fusion methods typically rely on direct spatial concatenation and pixel-wise supervision, which can propagate SAR speckle noise into optical reconstruction and lead to over-smoothed results. To address these limitations, we propose an Information Bottleneck-driven High-Fidelity Network (IB-HFN) for SAR-assisted optical cloud removal. IB-HFN employs a dual-stream backbone to preserve modality-specific representations before deep semantic fusion, thereby mitigating premature cross-modal contamination. At the fusion stage, we introduce a Spatial Information Bottleneck Fusion module that compresses SAR features through a channel-wise variational information bottleneck to suppress unstructured speckle noise. In parallel, a local-global gating mechanism predicts clear-sky regions and routes reliable optical details through a Dirac-initialized skip connection, decoupling noise suppression from texture preservation. We further develop a joint optimization strategy that integrates feature-level bottleneck regularization with image-level constraints on reconstruction accuracy, structural consistency, spectral fidelity, and contrastive sharpness. A dynamic weighting schedule balances these objectives to stabilize training and reduce hazy artifacts. Experiments on the SEN12MS-CR dataset under challenging spatio-temporal splits demonstrate that IB-HFN achieves superior structural preservation and spectral fidelity over existing methods.
- Abstract(参考訳): 合成開口レーダ(SAR)を用いた光雲除去は、補完的なSAR観測を利用して、光リモートセンシング画像中の雲によって隠された表面情報を復元することを目的としている。
既存のマルチモーダル融合法は、SARスペックルノイズを光学的再構成に伝播させ、過度に滑らかな結果をもたらすことができる、直接空間結合と画素単位の監督に依存している。
これらの制約に対処するため、SAR支援光雲除去のための情報ボトルネック駆動高忠実ネットワーク(IB-HFN)を提案する。
IB-HFNは、深いセマンティック融合の前にモダリティ特異的な表現を維持するためにデュアルストリームのバックボーンを用いており、これにより未熟なクロスモーダル汚染を緩和する。
融合段階では、SAR特徴をチャネルワイドな変動情報ボトルネックを通じて圧縮し、非構造スペックルノイズを抑制する空間情報ボトルネック融合モジュールを導入する。
並行して、ローカル・グロバル・ゲーティング機構はクリアスキー領域を予測し、ディラック初期化スキップ接続を介して信頼性の高い光学的詳細をルーティングし、テクスチャ保存からノイズ抑制を分離する。
さらに、特徴レベルのボトルネック正規化と、再構成精度、構造整合性、スペクトルの忠実度、コントラストのシャープネスに関する画像レベルの制約を統合する共同最適化戦略を開発した。
動的重み付けスケジュールは、トレーニングを安定させ、有害なアーティファクトを減らすためにこれらの目標をバランスさせる。
SEN12MS-CRデータセットの時空間分割実験により、IB-HFNは既存の手法よりも優れた構造保存とスペクトル忠実性が得られることが示された。
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