I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   824 ~ 830   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 . p p 8 2 4 - 8 3 0           824     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Ada ptive t ra nsfo r mer archit ectu re  for sca la ble earth   o bserv a tion v ia  hypers pectral ima g ing       Dev endra   K um a Sa ra g o o M a da na y a k a 1 , 2 Dev a na t ha M uthuk ris hn a n 1   1 S c h o o l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   R EV A   U n i v e r si t y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   G o v e r n m e n t   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   C h a mara j a n a g a r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  9 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Dec   2 6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J an   1 0 ,   2 0 2 6       Hy p e rsp e c tral  ima g e   (HSI)   c las sifica ti o n   is  o n e   o f   t h e   c rit ica l   p ro c e ss e in v o lv e d   in   re m o te  se n sin g   a p p li c a ti o n   t h a p lay a   c ru c ial  r o le  t o wa rd e a rth   o b se rv a ti o n .   Ow i n g   to   c o m p lex   sp a ti a l - sp e c tral  re latio n sh i p   a n d   h i g h   d ime n sio n a l it y ,   it   is  q u it e   a   c h a ll e n g in g   tas k   t o   su b jec HSI   c o n ten t o   c o n v e n ti o n a d a ta  a n a ly t ics   o e x isti n g   m e th o d s.  He n c e ,   t h e   p ro p o se d   stu d y   in tro d u c e a   n o v e c o m p u tati o n a m o d e k n o wn   a a d a p ti v e   sp e c tra - sp a ti a tran sfo rm e (ASS T)  t o   a d d re ss   th e se   o n g o in g   c h a ll e n g e a n d   sh o rt c o m in g   o f   e x isti n g   a rti f icia in telli g e n c e   (AI)  b a se d   m o d e ll in g .   T h e   p ro p o s e d   m o d e l   c o n tri b u tes   to wa rd a   n o v e tran s fo rm e r - b a se d   a rc h it e c tu re   wh e re   a   d isti n c t   sp e c tral - sp a ti a a tt e n ti o n   m e th o d   h a b e e n   u se d   with   tra n sfo rm e e n c o d e r .   Th is  n o v e c o m b in a ti o n   fa c il i tate h ig h ly   a d a p ti v e   a n d   c o n tex tu a ll y   e n rich e d   fe a tu re   e x trac ti o n .   Tes ted   o n   u n iv e rsa ll y   sta n d a rd   HSI  d a tas e o P a v ia   Un iv e rsity ,   t h e   p ro p o se d   AS S T   m o d e h a b e e n   b e n c h m a rk e d   w it h   n o ti c e   9 7 . 2 6 %   o o v e ra ll   a c c u ra c y   (OA )   a n d   fa ste p ro c e ss in g   d u ra ti o n   c o m p u te d   v ia  train i n g   ti m e   (TT )   a n d   re sp o n se   ti m e   (RT)   i n   c o n tras to   f re q u e n tl y   a d o p te d   m a c h in e   lea rn in g   (M L a n d   d e e p   lea rn in g   (DL)   m o d e ls.  T h e   a c c o m p li sh e d   st u d y   o u tc o m e tru ly   e x h ib i ted   h i g h l y   im p ro v e d   fe a tu r e   re p re se n tatio n   a we ll   a ro b u st  p e rfo rm a n c e   a g a in st   c las i m b a lan c e   p ro b lem to wa rd sc a lab le  d a t a   a n a ly sis  o HSI  c o n ten ts  f o e a rth   o b se rv a ti o n .   K ey w o r d s :   Ar tific ial  in tellig en ce   C las s if icatio n   Dee p   lear n in g   E ar th   o b s er v atio n   Hy p er s p ec tr al  im ag e   Ma ch in lear n in g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Dev en d r Ku m ar   Sar ag o o r   M ad an ay ak a   Sch o o l o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r in g ,   R E VA  Un iv er s ity   R u k m in i K n o wled g Par k ,   Ye lah an k a,   Kattig en a h alli,  B en g alu r u ,   Kar n atak 5 6 0 0 6 4 ,   I n d i a   E m ail:  s m d ev en d r a k u m ar 1 5 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   h y p er s p ec tr al  im a g ( HSI )   b elo n g s   to   a   s p ec if ic  ty p o f   i m ag d ata  th at  c o n s is ts   o f   lar g r an g e   o f   elec tr o m ag n etic  s p ec tr u m   b a n d s   f ac ilit atin g   d etailed   an al y s is   o f   s u r f ac es  d e p en d i n g   u p o n   th eir   s p ec tr al   s ig n atu r es  [ 1 ] .   HSI   co n ten t s   f ac ilit ates  lan d   co v er   m o n ito r in g   a n d   p r ec is id en tific atio n   o f   m i n er al   co m p o s itio n   an d   v eg etatio n   h ea lth   [ 2 ] .   T h e n r ich e d   q u alit y   o f   HSI   is   b en ef icial  as  well  as  it  is   al s o   m ajo r   im p ed im en to wa r d s   th task   o f   class if icatio n   [ 3 ] .   Du e   to   i n cr ea s ed   n u m b er   o f   s p ec tr al  b an d s ,   HSI   s u f f er s   f r o m   cu r s o f   d im en s io n ality   th at  ev en t u ally   lead s   to   eith e r   d eg r ad ed   m o d el  p er f o r m an ce   o r   o v er f itti n g .   T h e   class if icatio n   ac cu r ac y   is   also   co m p licated   b y   s p atial  h et er o g en eity ,   atm o s p h er ic  i n ter f er en ce ,   n o is e,   an d   s p ec tr al  v ar iab ilit y .   At  p r esen t,  th er wer e   v ar io u s   r esea r ch   attem p ts   b ein g   ca r r ie d   o u to   s o lv e   th ese  ch allen g es  [ 4 ] ,   [ 5 ]   wh ile  a r tific ial  in tellig en ce   ( A I ) ,   in   t h f o r m   o f   m ac h in e   lear n i n g   ( ML )   an d   d ee p   lea r n in g   ( DL ) ,   h as  s h o wn   p r o m is in g   s o lu tio n   to war d s   ad d r ess in g   s u ch   f o r m   o f   class if icatio n   p r o b lem .   B o th   ML   an d   DL   ap p r o ac h es  ar e   q u ite  ca p ab le  o f   lear n i n g   c o m p lex   p atter n s   ass o ciate d   with   HSI   co n ten ts .   T h e r ar e   v ar io u s   f r eq u e n tly   a d o p te d   m eth o d s   in   ML   e. g . ,   s u p p o r v ec to r   m ac h i n ( SVM) r a n d o m   f o r est  ( R F) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A d a p tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r fo r   s ca la b le  ea r th   …  ( D ev en d r a   K u ma r   S a r a g o o r   Ma d a n a y a ka )   825   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN) ,   an d   m an y   m o r e   ap p r o ac h es  f o r   th is   p u r p o s e.   Ho wev er ,   ML   m o d els  h av d ep en d en cies  o f   m an u al  f ea tu r ex tr ac tio n   wh ile  DL   m o d el  r eq u ir es  lar g s ca le  an n o tated   d ataset  with   p o ten tial  av ailab ilit y   o f   co m p u tatio n al  p o wer   an d   r eso u r ce s .   Hen ce ,   ir r esp ec tiv o f   p o ten t ial  ad v an tag es,  ML   an d   DL   m o d els h av c h ar ac ter is tic  ch allen g es to war d s   ea r th   o b s er v atio n .     F r o m   t h e   c o n t e x t   o f   r e l a t e d   w o r k   t o w a r d s   M L   a p p r o a c h e s ,   t h e r e   a r e   d i f f e r e n t   v a r i a n t s   o f   l e a r n i n g   m o d e l s   i m p l e m e n t e d   t i l l   d a t e .   S V M   i s   o n e   s u c h   s u p e r v i s e d   M L   m o d e l   w h i c h   i s   q u i t e   e f f e c t i v f o r   H S I   c l a s s i f i c a t i o n   a s   i t   i s   q u i t e   r o b u s t   t o   d i m e n s i o n a l i t y   p r o b l e m s ,   c o u l d   b e   u s e d   f o r   r e a l - t i m e   a n a l y s i s ,   l i g h t w e i g h t   f o r   i n f e r e n c e   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   H o w e v e r ,   t h e y   a r e   v e r y   s h a l l o w   m o d e l   w h i l e   n o   s p a t i a l   c o n t e x t   i s   m o d e l   w h i c h   i s   e s s e n t i a l   i n   e a r t h s   o b s e r v a t i o n .   RF   h a s   a l s o   b e e n   e x p e r i m e n t e d   t o w a r d s   H S I   c l a s s i f i c a t i o n   a s   i t   c a n   h a n d l e   t h e   h i g h - d i m e n s i o n a l   d a t a   q u i t e   w e l l   e v e n   w i t h   s m a l l   l a b e l e d   d a t a s e t   o f f e r i n g   s c a l a b l e   o u t c o m e s   [ 8 ] [ 1 0 ] .   H o w e v e r ,   i t   h a s   s i m i l a r   p r o b l e m   l i k e   S V M   i . e . ,   n o n - i n c l u s i o n   o f   s p a t i a l   c o n t e x t   c o n s i d e r a t i o n   w h i l e   t h e y   a r e   l e s s   e f f e c t i v e   f o r   o v e r l a p p i n g   c l a s s e s   o f   s p e c t r a l   d a t a .   F r o m   t h e   p e r s p e c t i v e   o f   t h e   D L   m e t h o d ,   i t   h a s   b e e n   n o t e d   t h a t   C N N   h a s   b e e n   q u i t e   d o m i n a n t l y   u s e d   a d o p t i n g   t w o   d i f f e r e n t   a p p r o a c h e s   v i z .   s t a n d a l o n e   u s a g e   o f   C N N   [ 1 1 ] [ 1 3 ] ,   h y b r i d   u s a g e   o f   C N N   [ 1 4 ] [ 1 6 ] ,   a n d   m i x e d   d i m e n s i o n a l - i n c l u s i o n   i n   C N N   [ 1 7 ] [ 1 9 ] .   T h e   m i x e d   d i m e n s i o n a l   a p p r o a c h e s   a r e   o f   t w o   t y p e s   f u r t h e r   v i z .   i )   s t a n d a r d   3 D - C N N   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ]   a n d   i i )   m u l t i - s c a l e   3 D - C N N   a l s o   k n o w n   a s   M 3 D - C N N   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   S t u d i e s   h a v e   b e e n   a l s o   c a r r i e d   o u t   u s i n g   e x t r e m e   g r a d i e n t   b o o s t i n g   ( X G B o o s t )   t o   f i n d   t h a t   i t s   p r e d i c t i v e   p e r f o r m a n c e   i s   q u i t e   h i g h   a n d   c a n   p e r f o r m   b e t t e r   t h a n   RF   a n d   S V M   t o o   t o w a r d s   H S I   c l a s s i f i c a t i o n   [ 2 4 ] [ 2 6 ] .   T h id en tifie d   r esear ch   p r o b le m s   f r o m   ex is tin g   ap p r o ac h es  ar as  f o llo ws:   i)   o win g   to   in clu s io n   o f   d ee p   cu b p r o ce s s in g ,   3 D - C NN  is   co m p u tatio n ally   ex p e n s iv e,   ii)  th p r im s h o r tco m in g   o f   3 D - C NN  is   ass o ciate d   with   h ig h er   i n clin a tio n   to war d s   o v er f itti n g   with   l ess   f lex ib ilit y   in   h an d lin g   s p e ctr al  d ep en d en cies  o f   lo n g er   r an g es,  iii)  a d o p tio n   o f   M3 D - C NN  co u ld   r esu lt  in   m ax im ized   ar c h itectu r al  co m p lex ity   wh ich   co u ld   b m ain ly   d u to   i n clu s io n   o f   m u lti - k er n el  an d   m u lti - b r a n c h   m o d u les  f o r   h an d li n g   lar g s ca le  o f   s p atial  an d   s p ec tr al  d ata  in   h y p er s p ec tr al   co n ten t,  an d   iv )   XGBo o s h as  s h o r tco m in g   o f   h y p er p a r am eter   s en s itiv ity   wh ile  its   tu n in g   is   q u ite  co m p u tatio n ally   e x p en s iv e   an d   o f te n   tim c o n s u m in g .   T h i d en tif ied   lim itatio n   o f   all   th ab o v e   ap p r o ac h es  is   ad d r e s s ed   b y   p r o p o s ed   s y s tem   b y   in co r p o r atin g   m u lti - h ea d   s elf - att en tio n   th at  m o d els  r elatio n s h ip   o f   g lo b al  c o n tex t   o v er   s p ec tr al  a n d   s p atial  d i m en s io n .   Ap ar f r o m   th is ,   p r o p o s ed   s o lu tio n   also   o f f er s   ad a p tiv f ea tu r ex tr a ctio n ,   im p r o v e d   g e n er aliza tio n   an d   b etter   in ter p r eta b ilit y ,   to w ar d s   ad d r ess in g   t h e   id en tifie d   r esear ch   p r o b lem s .   T h n ex s ec tio n   d is cu s s es  a b o u th a d o p ted   r esear ch   m e th o d o lo g y   to war d s   class if y in g   HSI   ex h ib itin g   a d d r ess in g   th s h o r tco m in g s   ass o ciate d   with   ex is tin g   m o d els.   T h aim   o f   th p r o p o s ed   s tu d y   is   to   in tr o d u ce   n o v el  ad a p t iv lear n in g   s tr ateg y   wh ich   b a lan ce s   th e   h ig h er   ac c u r ac y   alo n g   with   c o s t - ef f ec tiv co m p u tatio n al  p er f o r m a n ce   wh ile  class if y in g   HSI   co n ten ts .   T h e   ac co m p lis h m en o f   th is   s tu d y   is   ca r r ied   o u t   b y   h ar n ess in g   th p o ten tial  o f   DL   m o d els.  T h e   co n tr ib u tio n   o f   th e   p ap er   is   as f o llo ws:   i)   T h p r o p o s ed   s tu d y   co m b in es  b o th   s p ec tr al  a n d   s p atial  atten tio n   m o d u les  f o r   f ac ilit atin g   ad ap tiv f o c u s   o n   cr itical  s p atial  r eg io n s   an d   s p ec tr al  b an d s   to   in cr ea s e   d is cr im in ativ ca p ab ilit y   to war d s   lear n ed   f ea tu r e.   ii)   T h s tu d y   m o d el  in tr o d u ce s   tr an s f o r m er - b ased   g lo b al   co n tex m o d ellin g   wh ich   u s es  m u lti - h ea d     s elf - atten tio n   f o r   m o d ellin g   d ep en d e n cies  o f   lo n g e r   r a n g es  o v er   s p ec tr al - s p atial  p atch es  u n lik co n v en tio n al  C NN  m o d el  u s in g   o n ly   l o ca l p atter n s .   iii)   T h p r esen ted   m o d el  co m p le tely   elim in ates  an y   r ea s o n   to   s elec th b an d   m an u ally   o r   an y   f o r m   o f   d ep en d e n cies  to war d s   h an d cr af ted   f ea tu r es  as  it  ca n   p er f o r m   en d - to - en d   f ea tu r e   lear n in g   d ir ec tly   f r o m   r aw  p atch es o f   HSI   co n ten ts .   iv )   T h p r o p o s ed   d esig n   in teg r at es  tr an s f o r m er   b lo c k   with   s h a llo co n v e n tio n al  lay e r s   f o r   ac co m p lis h in g   an   o p tim al  b ala n ce   b etwe en   m o d el  p er f o r m an ce   an d   c o m p u tatio n al  e f f icien cy   th er e b y   in cr ea s in g   its   s co p to war d s   p r ac tical  ea r th   o b s er v atio n   s ce n a r io s .       2.   M E T H O D   T h p r o p o s ed   s tu d y   aim s   to w ar d s   d esig n in g   c o s t - ef f ec tiv as  well  as  ad ap tiv e   lear n in g   s tr ateg ies   ess en tially   m ea n f o r   an aly z in g   em er g in g   d em a n d s   to w ar d s   ea r th   o b s er v atio n .   Fo r   th is   p u r p o s e,   th e   im p lem en tatio n   s ch e m u s es  HSI   wh ich   is   f r e q u en tl y   u s ed   f o r   i n v esti g atin g   th e   to p ic.   H SI  im ag th at   f o r m s   th b asis   o f   an   ea r th   o b s er v atio n   d ata   is   q u ite   s o p h is ticated   an d   attr ib u ted   b y   en r ich e d   s p atial  an d   s p ec tr a l   in f o r m atio n   wh ich   ca n   f lu ctu ate  o v er   o n e   g eo g r ap h ic  r eg i o n   to   an o th e r   alo n g   with   tem p o r al  s ca les.  T h e   d esig n   o f   p r o p o s ed   ad a p tiv s p ec tr a - s p atial  tr an s f o r m er   ( ASST)   f r am ewo r k   ad ap ts   to   s u ch   f o r m   o f   f lu ctu atio n   b y   u s in g   b o th   s p atial  atten tio n   an d   s p ec tr al   a tten tio n .   Fig u r e   1   o f f er s   a   f o r m aliza tio n   o f   t h ad o p ted   d esig n   o f   a r ch itectu r with   v ar io u s   o p e r atio n al  co m p o n e n ts   f o r   p u r p o s o f   class if y in g   HSI   co n ten t   to war d s   ea r th   o b s er v atio n .   Fo l lo win g   ar d is cu s s io n   o f   th c o r m o d u les in v o l v ed   in   a r ch it ec tu r d esig n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   824 - 8 3 0   826       Fig u r 1 .   Pro p o s ed   ar c h itectu r o f   ASST       T h p r im e   aim   o f   th is   m o d u l is   to   d esig n   s o p h is ticated   r elatio n s h ip   with in   th e   HSI   c o n ten ts   b y   in teg r atin g   tr a n s f o r m er - b ased   g lo b al  r ea s o n i n g ,   s p atial  atten tio n ,   an d   s p ec tr al  atten tio n   f o r   y ield in g   a   u n if ie d   ar ch itectu r e.   T h is   m o d u le  in itially   ap p lies   s p ec tr al  atten tio n   u s in g   1 × 1   co n v o lu tio n   th at  h ig h lig h ts   ess en tial   s p ec tr al  b an d s   to war d s   ea ch   p ix el .   Fu r th er ,   s p atial  atten tio n   is   ap p lied   u s in g   3 × 3   co n v o lu tio n   f o r   ac q u ir in g   b o u n d ar y   in f o r m atio n   a n d   s p atial  tex tu r e.   T h jo in f ea tu r m ap   is   th en   s u b jecte d   to   r e s h ap in g   wh ile  it  is   p ass ed   th r o u g h   tr a n s f o r m er   en co d er   with   d e p lo y m e n o f   s elf - atten tio n   with   m u lti - h ea d s   f o r   lea r n in g   d ep en d e n cies  o v e r   t h c o m p l ete  s et  o f   p atch es.   T h e   o u tco m o f   th e   m o d u le   o p e r atio n   is   th en   p o o led   f o r   d esig n in g   f ea t u r v ec to r   o f   c o n s tan s ize  th at  is   p ass ed   th r o u g h   f u lly   co n n ec ted   lay er s .   At   th en d ,   So f tMa x   ac tiv atio n   is   u s ed   f o r   g en er ati n g   p r o b ab ilit ies o f   class es.  T h im p lem en tatio n   s tep s   ar as  f o llo ws:   i)   I n p u t:  th r ep r esen tatio n   o f   ea ch   in p u p atch   is   g iv en   as  × × .   ii)   Sp ec tr al  atten tio n   b l o ck th e   s tu d y   a p p lies   1 × 1   co n v o l u tio n   in   o r d er   to   m o d el  s p e ctr al  atten tio n :     1 = (  (  1 × 1 ( ) ) ) 1 × ×   wh er t h v ar iab le  σ  r e p r esen ts   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U )   ac tiv atio n ,   wh ile  BN   d ep icts   b atch   n o r m aliza tio n ,   a n d   d 1   r ep r esen ts   th q u an tity   o f   th o u t p u ch an n els   ( e. g . ,   6 4 ) .   iii)   Sp atial  atten tio n   b lo ck : th s y s tem   ap p lies   3 × 3   c o n v o lu tio n 2 = (  (  3 × 3 ( 1 ) ) ) 2 × × 2 .   iv )   T r an s f o r m e r   en co d er   b lo ck t h is   m o d u le  is   u s ed   f o r   f latten in g   th s p atial  d im e n s io n s   to w ar d s   th m u lti - h ea d   atten tio n   =   ( 2 ) 2 × 2   wh ile  th is   f o llo wed   b y   a p p ly in g   m u lti - h ea d   s elf - atten tio n   =    ( , ) 2 × 2 .   Fu r th er ,   n o r m aliza tio n   an d   r esid u al  co n n ec tio n   ar ap p lied ,   =    ( + )   wh ile  g lo b al   av er a g p o o lin g   is   ap p lied   to   g en e r ate  th e   em b ed d in g   v ec to r   =     ( ) 2 .   v)   C las s if icatio n   lay er th em b ed d in g   is   m ad to   p a s s   th r o u g h   f u lly   c o n n ec te d   lay er   v iz.     1 = ( . + 1 ) 1 2 5 6 1 ́ =  ( 1 , = 0 . 5 ) ,   an d   ̂ =    ( 2 . 1 + 2 ) , ̂ wh er th e   v ar ia b le  ̂   r ep r esen ts   p r o b ab ilit ies  o f   p r e d icted   cla s s es,  wh ile  weig h m atr ices  is   r ep r esen te d   as  W 1   an d   W 2 ,   an d   ( b 1   b 2 )   r e p r esen ts   b ias v ec to r s .     T h co r aim   o f   th n ex m o d u le  o f   tr ain i n g   p r o ce s s   an d   lo s s   f u n ctio n   is   to   o p tim ize  th ASST   m o d u le  b y   r ed u cin g   th f r e q u en cies  o f   p r ed ictio n   er r o r s   v i s u p er v is ed   tr ain in g   ad o p tin g   lab eled   p atch in g .   T h tr ain in g   is   ca r r ie d   o u f o r   th m o d el   u s in g   class if icatio n   lo s s   f u n ctio n   t h at  co m p ar es  tr u o n e   h o en c o d e d   lab el   with   th p r ed icted   class   p r o b ab ilit ies.  T h tr ain in g   o f   th m o d el  is   ca r r ied   o u u s in g   ca teg o r ical    cr o s s - en tr o p y   lo s s   as ( 1 ) .      = 1 , . l og ( ̂ , ) = 1 = 1   ( 1 )     I n   ( 1 ) ,   th v ar iab le  y k , c   an d   ̂ ,   r ep r esen ts   g r o u n d   tr u t h   o n e - h o lab el   ass o ciate d   f o r   c   cla s s   an d   p r ed icted   p r o b a b ilit y   to war d s   c   class   r esp ec tiv ely .   T h p r o p o s ed   s y s tem   also   u s es  ea r ly   s t o p p in g   c r iter io n   f o r   en h an cin g   th r eliab ilit y   wh en   th p er f o r m an ce   ass o ciate d   with   th v alid atio n   s et  r esis t s   to   im p r o v is wh ile   b est  m o d els  ar e   s av ed   u s in g   ch ec k p o i n ts   an d   o v er f itti n g   is   r esis ted   b y   em p lo y in g   d r o p o u t.  I is   ess en tial  to   u n d er s tan d   t h s ig n if ican ce   o f   th is   m o d u le  wh er th DL   m o d els  will  ten d   to   o v er f it  if   t h ey   ar u s ed   with o u r eg u lar izatio n   o r   ea r ly   s to p p i n g   cr iter io n   is   u s ed .   T h is   f ac t   is   ap p licab le  f o r   r estricte d   lab eled   d ata  p r esen t   with in   HSI   co n ten t.  Ap ar f r o m   th is ,   th er ar also   ch a n ce s   o f   p o o r   g e n er aliza b ilit y   o f   m o d els  with o u p r o p er   v alid atio n .   Hen ce ,   th is   m o d u le  en s u r es  o f   o p tim al  p er f o r m an ce   b y   tr ain in g   e n h an ce m en ca r r ied   o u h er e   with o u an y   n ee d   o f   o v e r tr ain in g .   T h c o n tr ib u tio n   o f   th is   m o d u le  is   th at  it  en h a n ce s   th e   co n v er g en ce   to   an   o p tim al  s o lu tio n   an d   en h a n ce s   th m o d el  r o b u s tn ess   wh ile  o v er f itti n g   is   p r ev e n ted   in   th e   v ase  o f   class if y in g   HSI   co n ten ts   o n   d ata - s ca r ce   e co s y s tem .   T h n e x s ec tio n   p r esen ts   d is cu s s io n   o f   th r esu lt  ac co m p lis h ed   f r o m   im p lem en tin g   th e   p r o p o s ed   A SS T .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A d a p tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r fo r   s ca la b le  ea r th   …  ( D ev en d r a   K u ma r   S a r a g o o r   Ma d a n a y a ka )   827   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h p r o p o s ed   s y s tem   h as  u s e d   Pav ia  Un iv er s ity   h y p er s p ec t r al  d ataset  th at  h as  b ee n   ca p tu r ed   u s in g   r ef lectiv o p tics   s y s tem   im ag in g   s p ec tr o m eter   ( R OSI S)  s en s o r   o v er   th Pav ia  city ,   I tal y .   T h is   co n s is o f     1 0 3   s p ec tr al  b a n d s   af ter   o p tin g   o u f o r   wate r   ab s o r p tio n   an d   n o is y   b an d   f r o m   o r ig in a 1 1 5   b a n d s .   T h e   d im en s io n   o f   im ag is   6 1 0 × 3 4 0   p i x els  wh ile  th s p atial  r eso lu tio n   o f   a n   im ag is   1 . 3   m eter s   th at  co v er s     9   lab eled   class es  s u ch   as  b u i ld in g s ,   tr ee s ,   m ea d o ws,  an d   asp h alt  th at  ar u s u ally   s ee n   o v er   t h p r ac tical   s ce n ar io s   o f   u r b a n   ec o s y s tem .   T h e   ASST  m o d el   is   s u b jecte d   to   co m p a r ativ a n aly s is   with   th two   co n v en tio n al  s ch em i.e . ,   M3 D - C NN  an d   3 D - C NN   m eth o d   alo n g   with   SVM.   Alth o u g h ,   th er ar v ar io u s   ex is tin g   AI   s ch em es  d ep lo y i n g   ML   an d   DL   m eth o d s   to war d s   an aly zin g   HSI   co n ten ts   lead in g   to war d s   class if icatio n ,   b o th   3 C NN   an d   M3 D - C NN  h as  b ee n   p ar ticu lar ly   s elec ted   m ain ly   d u to   th eir   p o ten tial   p er f o r m an ce   as  well  as q u ite  f r eq u en tly   ad o p ted   m eth o d s   t o war d s   ac q u ir in g   s p atial  an d   s p ec tr al  f ea tu r es  f r o m   th HSI   co n ten ts .   T h s tu d y   h as  s elec ted   5 × 5   as   th p atch   s i ze   f o r   ac q u ir in g   th lo g ical  s p atial  co n tex wh ile   r esis tin g   p o s s ib le  co m p u tatio n al  o v er h ea d .   b atch   s ize  o f   3 2   h as  b ee n   co n s id er ed   to   p r o v id an   eq u ilib r iu m   b etwe en   g r ad ie n t stab ilit y   an d   tr ain in g   tim e   ( T T ) .   T h ac co m p lis h ed   o u tco m is   s h o w n   in   T ab le  1 .   T h ass ess m en also   co n s id er s   0 . 5   d r o p o u r ate  f o r   m in im izin g   th o v e r f itti n g .   Ad am   o p tim izer   is   u s ed   f o r   its   ad ap tiv ca p ab ilit y   to war d s   m in im izin g   n o is y   g r ad ien ts .   T h e   r ate  o f   lear n i n g   is   k ep at  0 . 0 0 1   th at  o f f er s   s t ab le  co n v er g en ce   in   p r o p o s ed   m o d ellin g .   All  th ab o v e - m e n tio n ed   p er f o r m an c m etr ic  h as  b ee n   u s ed   f o r   a s s es s in g   th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   ASST  m o d el  in   co n tr ast  to   ex is tin g   m o d els  o f   SVM,   M3 D - C NN,   an d   3 D - C NN.   I s h o u ld   b e   n o ted   th at  t h s co r e s   m en tio n ed   in   T ab le  1   h as  ar r iv ed   af ter   r ig o r o u s   ass ess m en o n   m u ltip le  r o u n d s   to   co n f i r m   th at  th er is   a   p o ten tial  co n s is ten cy   in   all  t h r o u n d s .   Ov er all  ac cu r ac y   ( OA)   is   d ef in ed   as  th r atio   o f   th cu m u lativ n u m b er   o f   p r ec is ely   class if ied   s am p les  to   th cu m u lativ n u m b er   o f   s am p les.  Kap p c o ef f icien t   ( KC )   is   a   s tatis t ical  esti m ate  a s s o ciate d   with   th ac cu r ac y   co r r ec ted   o r   in ter - r ater   ag r ee m en f o r   ch an ce .   Av e r ag e   ac cu r ac y   ( AA)   m etr ic  is   ca lcu lated   as  m ea n   o f   th s tan d alo n class   o f   ac cu r ac y   o v er   all  th class e s .   T T   r ef er s   to   to tal  d u r atio n   co n s u m ed   b y   th e   f r am ewo r k   t o   lear n   f r o m   th tr ai n in g   d ata  o v er   all  t h ep o ch s .   R esp o n s tim ( R T )   m etr ic  is   also   k n o wn   as  in f er en ce   tim an d   is   s tat ed   as  d u r atio n   c o n s u m ed   b y   th tr ain ed   m o d el  f o r   class if y in g   b atch   o f   s am p le  o r   n o v el  in p u t sam p le.       T ab le  1 .   Nu m e r ical  s co r ac co m p lis h ed     M o d e l   O A   ( %)   KC   A A   ( %)   TT  ( mi n )   R ( ms)   A S S T   9 7 . 2 6   0 . 9 6 0 9   9 8 . 4 5   25   15   S V M   9 4 . 3 4   0 . 9 2 5 0   9 2 . 9 8   60   45   M3D - C N N   9 5 . 7 6   0 . 9 4 5 0   9 5 . 0 8   75   38   3D - C N N   9 6 . 5 3   0 . 9 5 1   9 7 . 5 7   55   40       Fig u r 2   r ep r esen ts   th g r ap h ical  o u tco m o f   th co m p ar ati v an aly s is   b ein g   ca r r ie d   o u t o   ev alu ate   th ef f ec tiv en ess   o f   all  th co n s id er ed   m o d els.  T h f in al  tr ain in g   ac cu r ac y   is   n o ted   as  9 9 . 3 wh ile  f in al  v alid atio n   ac cu r ac y   is   n o ted   as  9 8 . 7 %.  T h o p tim al  ep o ch   b ein g   s elec ted   is   3 2   d ep e n d i n g   u p o n   m ax im u m   v alid atio n   ac cu r ac y .   T h e   ac co m p lis h ed   o u tco m s h o wca s es  th at  p r o p o s ed   ASST  m o d el  ev en tu ally   ex ce lled   s u p er io r   p e r f o r m an ce   o n   all  a s p ec ts   o f   p er f o r m an ce   m etr ic  in   co n tr ast  to   ex is tin g   s y s tem .   T h OA KC AA TT ,   an d   RT   o u tco m es  ar e   s h o wn   in   Fig u r e s   2 ( a )   to   2 ( e)   r esp ec tiv ely .   T h d is cu s s io n   is   ca r r ied   o u t   with   r esp ec t to   all  th p er f o r m a n ce   m etr ic  as f o llo ws:   i)   I n ter p r etatio n   o f   OA  s co r es :   th o u tco m s h o wca s es  s u p er i o r   ab ilit y   o f   th m o d el  to wa r d s   ap p r o p r iately   class if y in g   m ajo r   p r o p o r tio n   o f   th h y p e r s p ec tr al  p ix els  o v er   all  th class es.  T h lo we r   p er f o r m an ce   d em o n s tr atio n   o f   SVM  is   attr ib u ted   to   th eir   r estricte d   ca p a city   in   m o d ellin g   th c o m p le x   s p atial  an d   s p ec tr al  d ep en d en cies  to war d s   th h y p e r s p ec tr al  d ata.   On   th o th er   h a n d ,   th ese  ch allen g es  ar a d d r ess ed   b y   DL   f r am ewo r k   e. g . ,   M3 D - C NN  an d   3 D - C NN  in   m u ch   b etter   way   in   co n tr ast  to   cla s s ical  lear n in g   m o d els.  Ho wev er ,   DL   m o d el s   also   en co u n ter   lim itatio n s   e . g . ,   o v er f itti n g   wh ich   is   m ain ly   d u e   to   t h e   in ad eq u ate   m o d ellin g   o f   s p ec tr al  co r r elatio n   o r   i n ad eq u ate  s p atial  co n te x t.  T h p r o p o s ed   ASST   f r am ewo r k   h as  ex h ib ited   en h a n ce d   p er f o r m a n ce   m ain ly   d u e   to   its   in clu s io n   o f   th tr an s f o r m er - o r ien ted   d esig n   s tr u ctu r th at  is   k n o wn   to   ad ap tiv ely   i n teg r ate  b o th   s p atial  an d   s p ec tr al  atten tio n   m et h o d s .   ii)   I n ter p r etatio n   o f   KC   s co r es th r elativ ely   lo wer   v alu o f   KC   f o r   SVM  (  = 0 . 92 )   also   d em o n s tr ates  th ch allen g es  ass o ciate d   in   ac co m p lis h in g   t h co n s is ten class if icatio n   ag r ee m en with   r esp ec to   th class ical  m eth o d s .   Fo r   th in cr ea s ed   v alu e   o f   OA  ass o ciate d   with   th p r o p o s ed   ASST  m o d el  an d   b etter   s tr ateg y   t o war d s   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   it  is   a n ticip ated   th at  KC   s co r will  b ev en t u ally   b etter   th an   th e x is tin g   m o d el  ex h ib itin g   r eliab ilit y   f o r   h ig h - o r d er   class if icatio n .   T h f ea tu r es  ar e   ad ap tiv ely   weig h ted   b y   th e   tr an s f o r m er   r esu ltin g   in   m in im ized   m is class if icatio n   an d   m a x im izatio n   o f   co n s is ten cy   to war d s   class   ag r ee m en t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   824 - 8 3 0   828   iii)   I n ter p r etatio n   o f   AA  s co r es:  th p r im ca u s o f   s h o r tco m in g s   ass o ciate d   with   th e x is tin g   s y s tem   o r ig in ates  f r o m   u n ev en   p er f o r m an ce   th at  is   n o ted   o v er   v ar i ed   class es  esp ec ially   f o r   th o s with   less   o r   s o m etim es  n o n n u m b er   o f   l ab eled   s am p les.  T h s tr u g g le   to war d s   g en er aliza tio n   is   h ig h er   in   C NN  m o d els  f o r   m in o r ity   class es  wh ile  s o p h is ticated   f ea tu r e   le ar n in g   is   s er io u s ly   lack i n g   i n   SVM  m o d el  wh ich   lead s   to   s k ewe d   m ea n   ac cu r ac y .   T h d is cr im in atin g   ca p ab ilit y   to war d s   f ea tu r es  o v er   all  th class es   ar im p r o v ed   u p o n   b y   th atten tio n - b ased   m eth o d   o f   ASST  m o d el.   T h is   is   d o n b y   ad ap tiv ely   em p h asizin g   o n   in f o r m ativ e   c u es  o f   s p ec tr al   an d   s p atial  attr ib u te.   T h is s u es  o f   class   im b alan ce   ef f ec t   ar e   p o te n tially   m itig ated   b y   th atten tio n - g u i d ed   lear n in g   an d   y ield s   to   m o r co n s is ten ac cu r ac y   p er f o r m an ce   o v er   all  th class es.   iv )   I n ter p r etatio n   o f   T T /R T   s co r es:   ASST  d em an d s   o n ly   2 5   m in u tes  an d   1 5   s ec o n d s   f o r   co m p letin g   th e   tr ain in g   cy cle  an d   g en e r atin g   f in al  r esp o n s r esp ec tiv ely   wh ich   ar m u ch   l o wer   d u r atio n   in v o l v ed   in   co n tr ast  to   ex is tin g   m o d els.  Fro m   th co n tex o f   ex is tin g   m o d els,  3 D - C NN  h as  ex h ib ited   5 5   m in u tes  wh ich   is   b etter   in   co n tr ast  to   its   co u n ter p ar 3 D - C NN  an d   SVM  m o d els.  Similar ly ,   th er is   n o   s ig n if ican d if f er en ce   f o r   p e r f o r m an ce   o f   R T   f o r   M3 D - C NN  an d   3 D - C NN  m u ch   wh ich   is   ag ain   s lig h tly   h ig h er   th a n   SVM  m o d el.   T h e   p r im r ea s o n   f o r   th is   is   f o u n d   to   b in v o lv ed   h ig h er   co s o f   co m p u tatio n   ass o ciate d   with   th DL   ap p r o ac h es  m ain ly   d u to   th co m p lex   ar c h itectu r es  o f   d e ep   lay er s   an d   co n v o l u tio n   th at  ca n   r estrict  th eir   p r ac tical  d e p lo y m e n wh e n   it  co m es  to   r eso u r ce - co n s tr ain ed   s y s tem s .   T h d ee p   n etwo r k s   a r p o te n tially   av o id ed   b y   th is   ar ch itectu r wh ile  it  s till   m ain tain s   its   e x p r ess iv en ess   y ield in g   to   m o r c o s t - ef f ec tiv co m p u tatio n al  s o lu tio n   to wa r d s   class if icatio n   o f   HSI   co n te n ts .   T h n o v elty   o f   an   o u tco m e   is   its   m in im ized   co m p u tatio n al  b u r d e n ,   th at  is   ev i d en tly   witn ess ed   f r o m   r ed u ce d   d u r atio n   s co r es,  with o u co m p r o m is in g   with   th ac cu r ac y   s co r es.  T h is   g r o u n d   o f   o u tco m e     s tr u ctu r o f f e r s   ev id en ce   t o war d s   h ig h er   a p p licab ilit y .   I r elate s   to   r eso u r ce - co n s tr ain ap p licatio n s   in     ea r th ' s   o b s er v atio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )       ( e)     Fig u r 2 .   B en ch m ar k ed   o u tco m e   of   ( a )   OA ,   ( b )   KC ,   ( c)   AA ,   ( d )   TT ,   an d   ( e)   RT       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   h as  p r esen ted   n o v el  m o d el  n am e d   as  ASST  th at  is   m ea n f o r   class if y in g   HSI   co n ten in   o r d er   to   f u lf il  th e   co r e   p u r p o s o f   r em o te   s en s in g   ap p licatio n   th at   p lay s   a   cr itical  r o le   in   ea r th   o b s er v atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A d a p tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r fo r   s ca la b le  ea r th   …  ( D ev en d r a   K u ma r   S a r a g o o r   Ma d a n a y a ka )   829   T h s tu d y   is   m ea n f o r   m itig atin g   th e   o n g o in g   c h allen g es  as s o ciate d   with   co m p u tatio n al   i n ef f icien cy ,   lim ited   lab eled   d ata,   an d   h ig h   d im e n s io n ality .   T h atten tio n   m eth o d   an d   tr an s f o r m er   en c o d er s   wer u tili ze d   to   co m b in s p atial  a n d   s p ec tr al  i n f o r m atio n   b y   th e   m o d el.   B en ch m ar k e d   d ataset  o f   Pav ia  Un iv er s ity   h as  b ee n   u s ed   to   f in d   th at  ASST  ex h ib its   b etter   p er f o r m a n ce   o n   ac c u r ac y - b ased   m etr ic  an d   d u r atio n - b ased   m etr ic  in   co n tr ast  to   f r eq u e n tly   ad o p ted   class if icatio n   m o d els  u s in g   ML /DL   m eth o d s .   T h OA   r e co r d ed   f o r   p r o p o s e d   m o d el  is   9 7 . 2 6 wh ile  it  h as  b ee n   p r o v en   t o   s ig n if ican tly   m in im ize  b o th   tr ai n in g   a n d   r e s p o n s d u r atio n .   T h e   ar ch itectu r al  d esig n   p r esen te d   b y   ASST  n o o n ly   e n h an c es  th class if icatio n   p er f o r m a n ce   b u t   also   o f f e r s   f aster   co n v er g e n ce   p er f o r m a n ce   to o .   W ith   r ig o r o u s   an al y s is ,   it  i s   n o ted   th at  ASST  m o d el  ac co m p lis h es  h ig h er   ex ten o f   r o b u s tn ess   to   class   im b alan ce   th e r eb y   m ak in g   it  i n cr ea s in g ly   a p p lica b le  f o r   r ea l - wo r ld   d ep lo y m e n to o .   A n   in te r esti n g   lear n i n g   o u tco m o f   t h is   m o d el  is   to   k n o th at   tr an s f o r m e r - b ased   a r ch itectu r e   is   ca p ab le  o f   ad ap tin g   to war d s   s p atial - s p ec tr al  m o d el  v er y   ef f ec tiv ely .   T h f u tu r w o r k   o f   th is   s tu d y   will  b f u r th er   t o   o p tim ize  t h lear n in g   m o d el  i n   p r esen ce   o f   m o r c o m p lex   s et  o f   in f o r m atio n   a n d   test if y in g   th em   o n   m o r co m p lex   f o r m   o f   o b jectiv f u n ctio n .         F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Dev en d r Ku m ar   Sar ag o o r   Ma d an ay a k a                               Dev an ath an   Mu th u k r is h n a n                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   T h d ata  t h at  s u p p o r th e   f i n d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av a ilab le  f r o m   th c o r r esp o n d in g   au th o r [ DKSM] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   B h a r g a v a ,   A .   S a c h d e v a ,   K .   S h a r ma,   M .   H .   A l s h a r i f ,   P .   U t h a n sa k u l ,   a n d   M .   U t h a n s a k u l ,   H y p e r s p e c t r a l   i ma g i n g   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n s:   a   r e v i e w ,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 3 3 2 0 8 .   [ 2 ]   M. - F .   C h e n g ,   A .   M u k u n d a n ,   R .   K a r mak a r ,   M .   A .   E .   V a l a p p i l ,   J.  J o u h a r ,   a n d   H . - C .   W a n g ,   M o d e r n   t r e n d s a n d   r e c e n t   a p p l i c a t i o n s   o f   h y p e r s p e c t r a l   i ma g i n g :   a   r e v i e w ,   T e c h n o l o g i e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   5 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / t e c h n o l o g i e s 1 3 0 5 0 1 7 0 .   [ 3 ]   X .   W a n g ,   J .   Li u ,   W .   C h i ,   W .   W a n g ,   a n d   Y .   N i ,   A d v a n c e i n   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n   me t h o d w i t h   smal l   s a mp l e s :   a   r e v i e w ,   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 5 1 5 3 7 9 5 .   [ 4 ]   F .   A l i   e t   a l . ,   S p e c t r a l   i n t e l l i g e n c e :   A I - d r i v e n   h y p e r sp e c t r a l   i m a g i n g   f o r   a g r i c u l t u r a l   a n d   e c o s y st e a p p l i c a t i o n s ,   Ag ro n o m y   v o l .   1 4 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r o n o m y 1 4 1 0 2 2 6 0 .   [ 5 ]   I .   P o d l e s n y k h ,   M .   K o v a l e v ,   a n d   P .   P l a t o n o v ,   To w a r d s   t h e   f u t u r e   o f   u b i q u i t o u s   h y p e r s p e c t r a l   i ma g i n g :   I n n o v a t i o n s   i n   se n s o r   c o n f i g u r a t i o n a n d   c o st   r e d u c t i o n   f o r   w i d e s p r e a d   a p p l i c a b i l i t y ,   T e c h n o l o g i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 1 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / t e c h n o l o g i e s 1 2 1 1 0 2 2 1 .   [ 6 ]   X .   W a n g ,   K h a t r i - R a o   f a c t o r i z a t i o n   b a se d   b i - l e v e l   s u p p o r t   v e c t o r   mac h i n e   f o r   h y p e r sp e c t r a l   i ma g e   c l a ssi f i c a t i o n ,   I EEE  J o u r n a l   o f   S e l e c t e d   T o p i c i n   A p p l i e d   Ea r t h   O b ser v a t i o n a n d   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 8 ,   p p .   9 6 3 6 9 6 4 9 ,   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j st a r s. 2 0 2 5 . 3 5 5 6 3 5 1 .   [ 7 ]   M .   A .   S h a f a e y   e t   a l . ,   P i x e l - w i s e   c l a ssi f i c a t i o n   o f   h y p e r sp e c t r a l   i ma g e w i t h   1 D   c o n v o l u t i o n a l   S V M   n e t w o r k s ,   I EEE  A c c e s s v o l .   1 0 ,   p p .   1 3 3 1 7 4 1 3 3 1 8 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss. 2 0 2 2 . 3 2 3 1 5 7 9 .   [ 8 ]   M .   N i c k z a mi r   a n d   S .   M .   S .   A .   G a n d a b ,   A   h y b r i d   r a n d o f o r e st   a n d   C N N   f r a mew o r k   f o r   t i l e - w i s e   o i l - w a t e r   c l a ss i f i c a t i o n   i n   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e s ,   a rX i v : 2 5 0 2 . 0 0 2 3 2 2 0 2 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   824 - 8 3 0   830   [ 9 ]   X .   Li ,   X .   F a n ,   Q .   L i ,   a n d   X .   Zh a o ,   R S - N e t :   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e   l a n d   c o v e r   c l a ssi f i c a t i o n   b a se d   o n   s p e c t r a l   i mag e r   c o m b i n e d   w i t h   r a n d o m f o r e s t   a l g o r i t h m,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s1 3 2 0 4 0 4 6 .   [ 1 0 ]   J.  H w a n g ,   K . - O .   C h o i ,   S .   Je o n g ,   a n d   S .   Le e ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   i d e n t i f i c a t i o n   o f   e d i b l e   v e g e t a b l e   o i l s   f r o m   f a t t y   a c i d   c o m p o si t i o n s   a n d   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e s,”   C u rre n t   Re s e a rc h   i n   Fo o d   S c i e n c e ,   v o l .   8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c r f s.2 0 2 4 . 1 0 0 7 4 2 .   [ 1 1 ]   H .   C h e n ,   F .   M i a o ,   a n d   X .   S h e n ,   H y p e r sp e c t r a l   r e m o t e   se n s i n g   i m a g e   c l a ss i f i c a t i o n   w i t h   C N N   b a se d   o n   q u a n t u g e n e t i c - o p t i m i z e d   sp a r se  r e p r e se n t a t i o n ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   9 9 9 0 0 9 9 9 0 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss. 2 0 2 0 . 2 9 9 7 9 1 2 .   [ 1 2 ]   X .   Lu ,   D .   Y a n g ,   F .   Ji a ,   Y .   Y a n g ,   a n d   L.   Zh a n g ,   H y p e r sp e c t r a l   i m a g e   c l a s si f i c a t i o n   b a s e d   o n   mu l t i l e v e l   j o i n t   f e a t u r e   e x t r a c t i on  n e t w o r k ,   I E EE  J o u rn a l   o f   S e l e c t e d   T o p i c i n   Ap p l i e d   E a rt h   O b serv a t i o n a n d   R e m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 4 ,   p p .   1 0 9 7 7 1 0 9 8 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j st a r s. 2 0 2 1 . 3 1 2 3 3 7 1 .   [ 1 3 ]   T. - H .   H si e h   a n d   J. - F .   K i a n g ,   C o m p a r i s o n   o f   C N N   a l g o r i t h ms  o n   h y p e r sp e c t r a l   i m a g e   c l a ss i f i c a t i o n   i n   a g r i c u l t u r a l   l a n d s,   S e n so rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 6 1 7 3 4 .   [ 1 4 ]   Q .   S h e n mi n g ,   L.   X i a n g ,   a n d   G .   Z h i h u a ,   A   n e w   h y p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a s si f i c a t i o n   me t h o d   b a se d   o n   sp a t i a l - sp e c t r a l   f e a t u r e s,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 2 2 - 0 5 4 2 2 - 5.   [ 1 5 ]   C .   S h i ,   D .   L i a o ,   T .   Z h a n g ,   a n d   L .   W a n g ,   H y p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a ss i f i c a t i o n   b a se d   o n   e x p a n si o n   c o n v o l u t i o n   n e t w o r k ,   I E EE   T ra n s a c t i o n o n   G e o sc i e n c e   a n d   R e m o t e   S e n si n g ,   v o l .   6 0 ,   p p .   1 1 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / t g r s.2 0 2 2 . 3 1 7 4 0 1 5 .   [ 1 6 ]   F .   U l l a h   e t   a l . ,   D e e p   h y p e r s p e c t r a l   sh o t s:   d e e p   s n a p   smo o t h   w a v e l e t   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   s h o t e n sem b l e   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e   c l a ssi f i c a t i o n ,   I EEE  J o u rn a l   o f   S e l e c t e d   T o p i c s   i n   A p p l i e d   E a rt h   O b ser v a t i o n a n d   R e m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 7 ,   p p .   1 4 3 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j s t a r s. 2 0 2 3 . 3 3 1 4 9 0 0 .   [ 1 7 ]   Z.   G e ,   G .   C a o ,   X .   L i ,   a n d   P .   F u ,   H y p e r sp e c t r a l   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n   m e t h o d   b a s e d   o n   2 D 3 D   C N N   a n d   m u l t i b r a n c h   f e a t u r e   f u si o n ,   I EE J o u r n a l   o f   S e l e c t e d   T o p i c i n   Ap p l i e d   E a rt h   O b ser v a t i o n s   a n d   R e m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 3 ,   p p .   5 7 7 6 5 7 8 8 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j st a r s. 2 0 2 0 . 3 0 2 4 8 4 1 .   [ 1 8 ]   C .   Y u ,   R .   H a n ,   M .   S o n g ,   C .   Li u ,   a n d   C . - I .   C h a n g ,   A   si mp l i f i e d   2 D - 3 D   C N N   a r c h i t e c t u r e   f o r   h y p e r sp e c t r a l   i m a g e   c l a s si f i c a t i o n   b a s e d   o n   s p a t i a l s p e c t r a l   f u si o n ,   I E EE  J o u r n a l   o f   S e l e c t e d   T o p i c i n   A p p l i e d   E a rt h   O b s e rv a t i o n a n d   Re m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 3 ,   p p .   2 4 8 5 2 5 0 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j st a r s.2 0 2 0 . 2 9 8 3 2 2 4 .   [ 1 9 ]   H .   W e i ,   Y .   W a n g ,   Y .   S u n ,   J.  Z h e n g ,   a n d   X .   Y u ,   A   j o i n t   n e t w o r k   o f   3 D - 2 D   C N N   f e a t u r e   h i e r a r c h y   a n d   p y r a mi d a l   r e si d u a l   mo d e l   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a ssi f i c a t i o n ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 7 2 7 3 1 7 2 8 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss. 2 0 2 5 . 3 5 3 2 0 1 6 .   [ 2 0 ]   D. - H .   J u n g ,   J.   D .   K i m ,   H . - Y .   K i m,   T.   S .   Le e ,   H .   S .   K i m,   a n d   S .   H .   P a r k ,   A   h y p e r sp e c t r a l   d a t a   3 D   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   c l a ss i f i c a t i o n   m o d e l   f o r   d i a g n o s i o f   g r a y   m o l d   d i s e a se  i n   st r a w b e r r y   l e a v e s ,   Fr o n t i e rs  i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 3 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 2 . 8 3 7 0 2 0 .   [ 2 1 ]   J.  Z h o u ,   S .   Z e n g ,   Z .   X i a o ,   J.   Z h o u ,   H .   L i ,   a n d   Z.   K a n g ,   A n   e n h a n c e d   s p e c t r a l   f u si o n   3 D   C N N   m o d e l   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n ,   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 4 2 1 5 3 3 4 .   [ 2 2 ]   Q .   X u ,   Y .   X i a o ,   D .   W a n g ,   a n d   B .   L u o ,   C S A - M S O 3 D C N N :   m u l t i s c a l e   o c t a v e   3 D   C N N   w i t h   c h a n n e l   a n d   s p a t i a l   a t t e n t i o n   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n ,   R e m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 2 0 1 0 1 8 8 .   [ 2 3 ]   X .   W a n ,   Y .   H e ,   F .   C h e n ,   Z .   S u n ,   a n d   D .   M o ,   H LS K - C A S M a m b a :   h y b r i d   l a r g e   se l e c t i v e   k e r n e l   a n d   c o n v o l u t i o n a l   a d d i t i v e   s e l f - a t t e n t i o n   mam b a   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a ssi f i c a t i o n ,   J o u rn a l   o f   K i n g   S a u d   U n i v e rsi t y   -   C o m p u t e a n d   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e s v o l .   3 7 ,   n o .   4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 4 4 3 - 025 - 0 0 0 6 0 - z.   [ 2 4 ]   A .   F .   M i l i t i n o ,   H .   G o y e n a ,   U .   P . - G o y a ,   a n d   M .   D .   U g a r t e ,   L o g i s t i c   r e g r e s s i o n   v e r s u s   X G B o o s t   f o r   d e t e c t i n g   b u r n e d   a r e a s   u s i n g   s a t e l l i t e   i m a g e s ,   E n v i r o n m e n t a l   a n d   E c o l o g i c a l   S t a t i s t i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   1 ,   p p .   5 7 7 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 6 5 1 - 0 2 3 - 0 0 5 9 0 - 7.   [ 2 5 ]   A .   S a m a t ,   E.   L i ,   W .   W a n g ,   S .   L i u ,   C .   Li n ,   a n d   J.   A b u d u w a i l i ,   M e t a - X G B o o st   f o r   h y p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   e x t e n d e d   M S ER - g u i d e d   m o r p h o l o g i c a l   p r o f i l e s,”   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 2 1 2 1 9 7 3 .   [ 2 6 ]   N .   Li n ,   J.  F u ,   R .   Ji a n g ,   G .   L i ,   a n d   Q .   Y a n g ,   L i t h o l o g i c a l   c l a ssi f i c a t i o n   b y   h y p e r s p e c t r a l   i m a g e b a se d   o n   a   t w o - l a y e r   X G B o o s t   mo d e l ,   c o m b i n e d   w i t h   a   g r e e d y   a l g o r i t h m ,   Re m o t e   S e n si n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s 1 5 1 5 3 7 6 4 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        De v e n d r a   K u m a r   S a r a g o o r   M a d a n a y a k a           is  c u rre n tl y   wo rk in g   a a ss istan t   p ro fe ss o in   th e   D e p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   G o v e rn m e n t   En g i n e e rin g   C o ll e g e ,   C h a m a ra ja n a g a r,   Ka rn a tak a .   He   h a o v e ra ll   tea c h in g   e x p e rie n c e   o 1 8   y e a rs .   He   h a h a n d le d   v a ri o u s   c o u rse   fo r   UG   p ro g ra m .   He   h a c o m p lete d   B. E .   i n   El e c tr o n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   a Na ti o n a l   in st it u te   o f   E n g i n e e rin g ,   M y so re   in   2 0 0 5   a n d   M . Tec h .   i n   VL S De sig n   a n d   E m b e d d e d   S y ste m   De sig n   a S JC E,   M y so re   i n   2 0 0 8 .   He   a lso   wo rk e d   h a a   p ro jec a ss o c iate   a ro u n d   1   y e a a IIT   M a d ra s.  He   h a p u b li sh e d   r e se a rc h   p a p e rs   o n   re p u ted   jo u rn a ls  i n   v a rio u d o m a in .   His  a re a   o in tere st  in c lu d e wire les s   c o m m u n ica ti o n ,   n e two rk i n g ,   c o m p u ter  v isi o n ,   m a c h in e   lea rn in g ,   b i g   d a ta ,   a n d   d e e p   lea rn i n g He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sm d e v e n d ra k u m a r1 5 @g m a il . c o m .         Dr .   De v a n a t h a n   Mu th u k r ish n a n           is  a n   a ss o c iate   p r o fe ss o in   t h e   De p a rtme n o El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   a REVA  Un i v e rsit y ,   Be n g a lu r u ,   wit h   o v e 1 7   y e a rs  o f   e x p e rie n c e   in   tea c h i n g ,   re se a rc h ,   a n d   a d m in istrati o n .   He   lea d th e   S a telli te   Tec h n o l o g y   a n d   S p a c e   Ex p lo ra ti o n   (S TS E)  R& a c ti v it ies   a RE VA   Un iv e rsity ,   f o c u si n g   o n   d e v e lo p in g   g ro u n d   sta ti o n a n d   CAN S ATs  f o sa telli te   sig n a l   re c e p ti o n   a n d   a tmo sp h e ric  a n a ly sis.  His  re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   sa telli te  c o m m u n ica ti o n ,   sp a c e   e x p lo ra ti o n ,   lo w - p o we r   VLS I,   a n d   n e u ra n e tw o rk s.  He   h a e x e c u ted   fu n d e d   p r o jec ts  u n d e IS RO  RE S P ON D,   F AER,   a n d   KSC S T,   p u b l ish e d   o v e 4 0   re se a rc h   p a p e rs,  a n d   g u id i n g   fi v e   P h . D.  sc h o lars .   He   is  a   se n io r   m e m b e o IEE E,   fe ll o w   o f   IET E,   a n d   c u rre n tl y   se rv e a S AC  Ch a ir  o f   th e   IEE E   Ba n g a l o re   S e c ti o n   ( 2 0 2 5 ) .   He   c a n   b e   c o n tac t e d   a e m a il d e v a n a t h a n . m @re v a . e d u . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.