論文の概要: Absorption-Feature-Guided Distance-Decoupled Estimation and Band Selection for LWIR Hyperspectral Passive Ranging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.31824v1
- Date: Tue, 30 Jun 2026 15:35:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-01 18:27:19.286534
- Title: Absorption-Feature-Guided Distance-Decoupled Estimation and Band Selection for LWIR Hyperspectral Passive Ranging
- Title（参考訳）: LWIRハイパースペクトル・パッシブ・ランギングにおける吸収誘導型距離分離推定と帯域選択
- Abstract要約: 本稿では,LWIR高スペクトル受動域のための吸収誘導距離分離推定・微細化フレームワークを提案する。
ADERは、大気吸収構造への過度な適合を抑制するB-スプライン制御点を持つ放射率を表す。
実環境での実験では、ADERはフルバンドと20バンドの両方の設定でLiDARに一貫性のある空間距離構造を復元する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.22709795767094
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Long-wave infrared (LWIR) hyperspectral observations contain distance-dependent atmospheric absorption signatures, providing a physical basis for long-range passive ranging. However, in natural scenes, these signatures are nonlinearly coupled with target temperature, material emissivity, and path radiance, making distance inversion from observed radiance ill posed. Existing methods typically rely on full-band measurements and pixel-wise joint optimization, which is computationally expensive and does not explicitly exploit sharp atmospheric absorption structures. This paper proposes an Absorption-Guided Distance-Decoupled Estimation and Refinement (ADER) framework for LWIR hyperspectral passive ranging. ADER represents emissivity with B-spline control points under a smoothness prior, suppressing overfitting to atmospheric absorption structures and enabling distance-decoupled estimation. It further uses ozone-absorption cues to classify pixels into emission-dominant and reflection-dominant groups. For emission-dominant pixels, ADER compensates path radiance and transmittance and estimates distance by one-dimensional absorption-residual minimization. For reflection-dominant pixels, ADER refines the initial estimate using downwelling-radiance compensation based on the complete radiative model. To reduce spectral redundancy, ADER also introduces a greedy band selection strategy based on multi-scene effective Fisher information for the distance parameter. Experiments on real scenes show that ADER recovers LiDAR-consistent spatial distance structures under both full-band and 20-band settings, improves ranging accuracy in the evaluated regions, and achieves approximately two orders of magnitude speedup over a public full-band hyperspectral ranging method.
- Abstract（参考訳）: 長距離赤外(LWIR)ハイパースペクトル観測は、距離依存の大気吸収信号を含み、長距離受動域の物理的基盤を提供する。
しかし、自然界では、これらのシグネチャは標的温度、物質放射率、経路放射率と非線形に結合され、観測された放射率からの距離反転が生じる。
既存の手法は一般にフルバンド測定とピクセルワイド共同最適化に依存しており、計算コストが高く、鋭い大気吸収構造を明示的に利用していない。
本稿では、LWIR高スペクトル受動域のための吸収誘導距離分離推定・再分極(ADER)フレームワークを提案する。
ADERは、大気吸収構造への過度な適合を抑制し、距離分離推定を可能にする。
さらに、オゾン吸収キューを使用して、ピクセルを発光優位群と反射優位群に分類する。
発光優先画素の場合、ADERは経路放射率と透過率を補正し、1次元吸収残差最小化により距離を推定する。
反射優位画素に対して、ADERは全放射モデルに基づく下降放射率補正を用いて初期推定を洗練する。
スペクトル冗長性を低減するため、ADERは距離パラメータに対するマルチシーン有効フィッシャー情報に基づくグリーディ帯域選択戦略も導入した。
実地における実験により,ADERはLDARと20バンドの両設定で空間距離構造を復元し,評価領域の精度を向上し,公共のフルバンドハイパースペクトル測位法で約2桁の速度アップを実現した。
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