I A ES   I n te r n at i o n al   Jo u r n al   o f  A r ti fi c i al   I n te l l i ge n c e   (I J - AI )   V o l .   9 ,   N o .   4 ,  D e c e m be r   20 20 ,   pp .   684 ~ 690   IS S N :   2252 - 8938 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j a i . v 9 .i 4 . pp 684 - 690             684       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j ai . i ae s c or e . c om   Hy p e r sp 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   s u p p o r t   v e c t o r   m a c h i n e s       T. S u b b a  R e d d y ,  J . H ar i k i r an   S c hoo l   o f   C o m put e r   S c i e nc e   a nd   E ng i ne e r i ng ,   V e l l o r e   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy ,   V I T - A P ,   A m a r a v a t hi ,   A ndhr a   P r a d e s h ,  I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  M ar   1 6 ,   2 0 20   R e v i s e d  J ul   2 ,   20 20   A c c e pt e d  O ct   30 ,   2 0 20       I n   t hi s   p a pe r ,   a   n o v e l   a ppr o a c h  f o r   hy p e r s p e c t r a l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n   t e c hni que   i s   p r e s e n t e d  us i ng   pr i nc i pa l   c o m po ne nt   a na l y s i s   ( P C A ) ,   bi -   di m e n s i o na l   e m pi r i c a l   m o de   de c o m p o s i t i o n  ( B E M D )   a nd  s upp o r t   v e c t o r   m a c hi ne s   ( S V M ) .   I n  t hi s   pr o c e s s ,   us i ng   P C A   f e a t ur e   e x t r a c t i o n  t e c hni q ue   o n  H y pe r s pe c t r a l   D a t a s e t ,   t h e   f i r s t   p r i nc i pa l   c o m po ne nt   i s   e x t r a c t e d .   T hi s   c om po ne nt   i s   s up pl i e d  a s   i npu t   t o   B E M D   a l g o r i t hm ,   w h i c h  di v i de s   t he   c om po ne nt   i n t o   f o ur   pa r t s ,   t h e   f i r s t   t h r e e   p a r t s   r e p r e s e n t s   i n t r e n s i c   m o de   f unc t i o ns   ( I M F )   a n d  l a s t   pa r t   s ho w s   t he   r e s i due .   T he s e   B I M F s   a nd  r e s i d ue   i m a g e   i s   f ur t he r   t a k e n  a s   i npu t   t o   t he   S V M   f o r   c l a s s i f i c a t i o n.   T h e   r e s ul t s   o f   e xpe r i m e nt s   o n   t w o   p o pul a r   da t a s e t s   o f   h y pe r s pe c t r a l   r e m o t e   s e n s i ng   s c e ne s   r e p r e s e n t   t ha t   t he   pr o po s e d - m o de l   o f f e r s   a   c o m pe t i t i v e   a na l y t i c a l - pe r f o r m a nc e   i n   c o m pa r i s o n  t o   s o m e   e s t a b l i s he d  m e t ho ds .   Ke y w or d s :   Bi - di m e n s i o na l   e m p i r i c a l   m o de   de c o m po s i t i o n   (B E M D )   H y pe r s pe c t r a l   i m a ge   Im a ge   c l a s s i f i c a t i o n   S uppo r t   v e c t o r   m a c h i n e s   i m a ge   pr o c e s s i n g   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   T . S ub b a   R e dd y   R e s e a r c h  S c h o l a r ,   S c h o o l   o f   CS E ,   V I T - AP   Ina v o l u,   A n d hra   P r a de s h -   522237 ,   I n di a   E m a i l :   s ub b a r e dd y n e c @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   H y pe r s pe c t r a l   i m a gi ng  (H I)  h a s   b e e n  g a i ni ng   i m po r t a n c e   i n   m a n y   r e a l - l i f e   a ppl i c a t i o n s   o f   i m a ge   a n a l y s i s   [1].   S o m e   i nc l ud e s   a gr i c ul t u r e ,   c u l t u ra l   h e r i t a ge ,   f o o d   qua l i t y ,   b i o - m e d i c i ne ,   re m o t e s e ns i ng a n d  m a n y   m o r e .   I n  r e m o t e   s e n s i n g ,   r e s e a r c h e r s   s t a rt e d  us i ng  t h e   n o ve l   c o n c e pt s   o f   s p e c t r o s c o p y   a n d  i m a gi ng  f r o m   l a t e 197 0s   [2] .   P r e s e n t   r e m o t e   s e ns i ng   b a s e d  H S I   c o n t a i n   a b u nd a nt   s pe c t r a l   a n d  s pa t i a l   i nf o rm a t i o n  o f   a  s c e n e .   T h e s e   i m a ge s   a r e   c a p t u re d   i n   m u l t i pl e   w a v e l e ng t h  b a n ds   us i ng  h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   s e n s o r s .   T h e   i m a ge   e x h i b i t s   w i t h  t hr e e   di m e n s i o na l   da t a   c u b e   a n d  i n   t h e   f o rm   o f   H (x,   y ,   I)  w he re   ‘x ’ ,   ‘y ’   r e pr e s e nt   t h e   ‘s pa t i a l   d i m e n s i o n’  a nd  ‘I’  r e p r e s e n t s   w a v e l e ng t h  b a nd s .   T h e   d a t a   c u b e   i n   ge n e r a l   h a s   a n   a rra y   o f   r e f l e c t a n c e   v a l ue s   a t   d i f f e re nt   w a ve l e n gt h s .   H y pe r s pe c t r a l   i m a ge   c l a s s i f i c a t i o n   a i m s   t o   a l l o c a t e   i n di v i du a l   p i xe l   t o   a   de s i g na t e d  c l a s s   [3] .   T h e   hi g h   di m e n s i o na l   s pe c t ra l   f e a t u r e s   o f   c a pt u r e d  i m a ge (s )  l e a ds   t o   a   s t a t e   of   di s c r i m i na t i o n   c a p a b i l i t y .   M o s t   o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   m e t h o ds   o f   c l a s s i f i c a t i o n   o n  H I   w e r e   c ons i d e re d   e i t he r  o n  s pe c t r a l / s p a t i a l   i nf o rm a t i o n  o r  e xpe r i m e nt e d  w i t h  b o t h  f e a t u re s   f r o m   s i m pl e   s c e n e s   (i m a g e s )  [4].   S o m e m a j o r   l i m i t a t i o n s   t o   t ho s e   i n c l ude ,   pra c t i c e   o f   m a n ua l   t u ni n g   o f   pa ra m e t e r s   a n d   di f f i c ul t y   i n   e xt r a c t i n g   hi g h  l e v e l   f e a t ur e s   f ro m   c o m pl e x i m a g e s .   H ugh e s   p he no m e no n  [5]  s ho w s   t ha t   t h e r e   i s   a   l i m i t   t o   n u m b e r   o f   b a nd s ,   b e y o nd   w hi c h  t h e   c l a s s i f i c a t i o n  a c c ur a c y   d e c r e a s e s .   I n  a ddi t i o n,   i t   a l s o   i n c r e a s e s   s pa c e   a n d  t i m e   c o m pl e xi t y .   S e ve r a l   f e a t u r e   e x t ra c t i o n   [6]  a nd  f e a t ur e   s e l e c t i o n   [7]  t e c hni que s   h a v e   b e e n  pr o po s e d  t o   r e duc e   t h e   di m e n s i o n s   o f   t h e   i m a ge   a n d  t o   e nha n c e   c l a s s i f i c a t i o n  a c c u ra c y .   P CA   i s   n o rm a l l y   a ppl i e d  a s   a   f e a t u r e   e x t ra c t i o n  t e c hni que t o   e xt r a c t   t h e   m o s t   i n f o r m a t i v e   b a n d  c a l l e d  p ri nc i p a l   c o m po ne nt   (P C)  [8].   T h e   B E M D   [9]  i s   us e d  t o   f ra g m e nt   t h e   p r i n c i pl e   c o m po n e n t   i nt o   n o n - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A r t i f   I n t e l l   IS S N :   2252 - 8938       H y pe r s pe c t r a l   i m age   c l as s i f i c at i on  us i ng   s uppor t   v e c t or   m ac hi ne s   ( T . Subba   R e dd y )   685   de s t r uc t i v e   h i e r a r c h i c a l   c o m po n e nt s   k no w n  a s ,   b i - di m e n s i o na l   i nt ri n s i c   m o de   f u nc t i o ns   ( B I M F s )   a n d  R e s i d ue .   T h e s e   B IM F s   a r e   n o n - s t a t i o na r y   a n d   n o n -   l i ne a r  f un c t i o n s   r e s ul t e d   f ro m   s i f t i ng  p r o c e s s .   B E M D   i s   us e d  i n  i m a ge   p r o c e s s i n g,   r e m o t e   s e ns i ng   a ppl i c a t i o n s .   T h e   B IM F s   o f f e r  l o c a l   f e a t u r e s   o f   t h e   i m a ge .   S up po r t   v e c t o r   m a c h i n e s   us e   B IM F s   a nd  r e s i due   i m a ge   a s   i n pu t   f o r  c l a s s i f i c a t i o n  o f   H I (s ) .   Im a ge   p r o c e s s i n g  s e e m s   t o   b e   o n e   o f   t h e   m a i n  pu r po s e s   o f   H I   a n a l y s i s   a n d  w i t h  r e m o t e   s e ns i ng  f e a t ur e s   i t   f u rt he r  l e a ds   t o   s o m e   o f   t h e   o b j e c t i v e s   l i ke ,   ‘ c a l i b ra t i o n’ ,   ‘ c l a s s i f i c a t i o n’ ,   ‘f e a t ur e   e x t ra c t i o n’ ,   ‘ra di o m e t ri c   c o rre c t i o ns ’ ,   ‘s c e n e   un de r s t a n d i n g’  a n d  ‘ t a rge t   r e c o gn i t i o n ’.   T h e   p o t e nt i a l   c a pa b i l i t i e s   o f   de e p   l e a rn i ngb a s e d  da t a   m a na ge m e n t   a nd  f e a t u r e   e xt ra c t i o n   p r o c e dur e s   o f f e r  w i de   s o l ut i o n s   f o r  H I   c l a s s i f i c a t i o n s .   I n  a g ri c ul t u r e   a na l y s i s ,   t h e   l a n d c o v e r   c l a s s i f i c a t i o n  i s   t a k e n  c a re   w i t h  t w o   po p u l a r  a p p ro a c he s   l i k e   ‘ p u re   s p e c t ra l ’   a nd   ‘ j o i nt   s p e c t ra l - s p a t i a l ’ .   S o m e   o f   t he   o t he r  H I   t e c hni q u e s   i n  a g r i c u l t u re   a n a l y s i s   i nc l u d e   o n  ‘ m o ni t o ri ng ’ ,   ‘ m o d e l i ng ’ ,   ‘ q u a nt i f i c a t i o n’   a nd   ‘ a na l y s i s ’   p ro c e s s e s   f o r  p re -   ha r v e s t i ng ,   p o s t - h a rv e s t i ng   c o nt ro l s ,   f o o d   q u a l i t y   t e s t i ng   ( no ni nv a s i v e   a nd   no nd e s t ru c t i v e ) .   H y pe rs p e c t ra l   d a t a   a na l y s i s   ( d ue   t o   s p a t i a l ,   s p e c t ra l   o r  c o m b i na t i o n  o f   b o t h)   a nd   c l a s s i f i c a t i o ns   ha v e   b e e n   e v o l v i ng   f ro m   1 - d i m e ns i o na l   a p p ro a c he s   t o   2 - d i m e ns i o na l   a n d   3 -   d i m e ns i o n a l   ( m o s t   re c e nt ) .   I n  h i g he r  d i m e ns i o n a l   c l a s s i f i c a t i o ns ,   v a ri o u s   d i m e ns i o na l i t y   re d uc t i o n  p ro c e d u re s   a re   a d o p t e d   i n  p re - p ro c e s s i ng   p h a s e   t o   t a c k l e   t he   s p e c t ra l   i nf o rm a t i o n  re d u nd a nc y .     P r o b l e m   i n   H y p e r s p e c t r a l   I m a g e   A n a l ys i s :   H y pe rs p e c t ra l   i m a g e s   p o p u l a rl y   u s e d   i n  re m o t e   s e ns i ng   c o nt a i n  a b u nd a nt   s p e c t ra l   a nd   s p a t i a l   i nf o rm a t i o n  o f   a   s c e ne .   T he s e   i m a g e s   a re   c a p t u re d   i n  m u l t i p l e   w a v e l e ng t h  b a nd s   u s i ng   H y pe rs p e c t ra l   i m a g e   s e ns o rs .   T he   i m a g e   i s   a   t h re e   d i m e n s i o na l   d a t a   c u b e   re p re s e nt e d   a s   H   ( x , y , λ )   w he re   x , y   re p re s e nt   t he   s p a t i a l   d i m e ns i o n  a nd   λ   re p re s e nt s   w a v e l e ng t h  b a nd s .   T hi s   c u b e   i s   a n  a r ra y   o f   re f l e c t a nc e   v a l u e s   a t   d i f f e re nt   w a v e l e ng t hs .   H y p e rs p e c t ra l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n  i s   o ne   o f   m a j o r  a p p l i c a t i o n  w he re   t he   g o a l   i s   a s s i g ni ng   e a c h  p i x e l   t o   a   c l a s s .   T he   h i g h  d i m e ns i o na l   s p e c t ra l   f e a t u re s   o f   hy pe rs p e c t ra l   i m a g e   g i v e s   i nc re a s e s   d i s c ri m i na t i o n  c a p a b i l i t y .   B u t   H u g he s   p he no m e no n  [ 1 0 ]   s ho w s   t ha t   t he re   i s   a   l i m i t   t o   nu m b e r  o f   b a nd s ,   b e y o nd   w hi c h  t he   c l a s s i f i c a t i o n  a c c u ra c y   de c re a s e s .   I n  a d d i t i o n ,   i t   a l s o   i nc re a s e s   s p a c e   a nd   t i m e   c o m p l e x i t y .   S e v e ra l   f e a t u re   e x t ra c t i o n  a nd   f e a t u re   s e l e c t i o n  t e c h ni q u e s   a re   p ro p o s e d   t o   re d u c e   t he   d i m e ns i o ns   o f   t he   i m a g e   a nd   e n ha nc i ng   c l a s s i f i c a t i o n  a c c u ra c y .     P r o p o s e d   M e t h o d l o g y :   T hi s   p a p e r  u s e s   p ri nc i p a l   c o m p o ne nt   a n a l y s i s   ( P C A )  a s   a   f e a t u re   e x t ra c t i o n  t e c hni q u e   t o   e x t ra c t   t he   m o s t   i nf o rm a t i v e   b a nd   c a l l e d   p ri nc i p a l   c o m p o ne nt   ( P C ) .   B i - d i m e ns i o na l   e m p i ri c a l   m o d e   d e c o m po s i t i o n  ( B E M D )   [ 1 1 ]  s i g na l   p ro c e s s i ng   m e t ho d   i s   u s e d   t o   f ra g m e nt   t he   p r i nc i p l e   c o m po ne nt   i nt o   no n - d e s t ru c t i v e  hi e ra rc hi c a l   c o m p o ne nt s   c a l l e d   b i - d i m e ns i o na l   i nt ri ns i c   m o de   f u nc t i o ns   (B I M F s )   a nd   R e s i d ue   i m a g e .   T he s e   B I M F s   a re   no n - s t a t i o n a ry   a nd   no n - l i ne a r  f u nc t i o ns   re s u l t e d   f ro m   s i f t i ng   p ro c e s s .   B E M D   i s   us e d   i n  i m a g e   p ro c e s s i ng ,   re m o t e   s e ns i ng   a p p l i c a t i o ns .   T he   B I M F s   g i v e   t he   l o c a l   f e a t u re s   o f   t he   i m a g e .   F u r t he r  I M F s   a l o ng   w i t h   t he   re s i d u e   i m a g e   i s   f e d   t o   t he   s u p p o rt   v e c t o r  m a c hi ne s   f o r  c l a s s i f i c a t i o n.   T he   p a p e r  i s   o rg a ni z e d   a s   f o l l o w s :   s e c t i o n  2   f o c u s   o n  E m p i r i c a l   M o de   d e c o m p o s i t i o n,   s e c t i o n  3   f o c u s   o n  Bi - d i m e ns i o na l   e m p i r i c a l   M o de   de c o m p o s i t i o n,   S e c t i o n  4   f o c u s   o n  P C A ,   S e c t i o n  5  f o c us   o n  S u p po rt   V e c t o r  M a c hi ne s ,   S e c t i o n  6   f o c u s   o n  p ro p o s e d   m o de l   o f   H y p e rs p e c t ra l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n  u s i ng   S V M ,   S e c t i o n  7   f o c us   o n  e x p e ri m e nt a l   re s u l t s   a nd   s e c t i o n  8   re p o rt s   c o nc l u s i o ns .         2.   EM P I R I C A L   M O D E   D EC O M P O S I TI O N   I n  [12]   H ua ng  e t   al .,  i n t r o duc e d  a   s e m i na l   a p p ro a c h  o f   E M D ,   a   po w e r f ul   s i g na l   p r o c e s s i n g   c o nc e p t   f o r  a da p t i v e   m ul t i   s c a l e   a na l y s i s   o f   n o n - s t a t i o na r y   s i gna l s .   In  us i n g  E M D ,   s i g na l s   c a n   b e   di v i de d  i n t o   a   n o n - e m pt y   gr o up  o f   c o m po n e n t s   ( k no w n  a s   IM F s )  w hi c h  a r e   n o n - de s t r uc t i v e   t y p e s .   T h e   l a s t   I M F   i s   k n o w n  a s   t h e   r e s i due .   T h e   f r e que n c y   i s   h i g h   i n   f i rs t   IM F   a n d  de c r e a s e s   l i n e a rl y   i n   s ub s e que n t   IM F s   r e s ul t i n g  l o w e s t   i n   l a s t   c o m po n e n t   ( r e s i due ).   T hi s   p r o c e s s   o f   de c o m po s i t i o n  is   a l s o   t e r m e d  a s   s hi f t i ng   pr o c e s s .   S o m e   r e s e a r c h e r s   s t a r t e d  u s i ng   E M D   f o r  o n e   d i m e ns i o na l   c a s e   s o l ut i o n s   w i t h  t h e   b a s i s   t o   c o n s t r uc t   s o m e   i n t ri n s i c   m o de   f un c t i o n s   (IM F )  us i n g   s i f t i n g   p r o c e s s   (S P )  [13].     D e fi n i t i o n   1:  In t ri n s i c   m o de   f un c t i o n   (IM F )  ha s   a   ‘z e r o   l o c a l   m e a n’  a n d  N u m b e r _o f (e xt r e m a ) =   N um b e r _o f  (z e r o - c r o s s i n gs ).   I n   us i n g  t h e   a b o ve   d e f i n i t i o n ,   t h e   E M D   pr i n c i pl e   fo r   a   1 - D   s i gna l   ( i m f [i ]) i € Z   c a n   b e   de s c r i b e d  a s :   S te p   1:   IN IT IA L IZ E :   r e s d 0 =   i m f ,   p =1   S te p   2:   CO M P U T E   p th i m f ,   de c o m p p (S i f t i n gP r o c e s s )   a.   h 0 =  r e s d p - 1 , q = 1   b.   F IN D   a l l L o c a l _E xt r e m a ( h q - 1 )   c.   ‘Int e rpo l a t e   t h e   L o c a l   M i ni m a   ( r e s p.   m a xi m a )   t o   ge t ’   E n v l m i n , q - 1   ( r e s p_E n v l m ax , q - 1 )   d.   ‘CO M P U T E   t h e   m e a n  o f   t h e s e E n v e l o pe s : ’   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938     I n t   J   A rt i f   I nt e l l ,   V o l .   9 ,   N o .   4 ,  D e c e m be r   20 20 :     684   –   6 90   686   E n v l m ean , q - 1   (t ) =   ( E n v l m i n , q - 1 (t )   +   E n v l m ax , q - 1   (t )) / 2   e.   h q [ n ] =   h q - 1 [ n]  –   E n v l m ean , q - 1 ( n )   f.   IF   (t h e   s t o ppi n g  c r i t e r i o n  i s   f ul f i l l e d)  T H E N   de c o m p p =h j   E L S E   q = q+ 1   S te p   3:   r e s d p [ n ] =   r e s d p - 1 [ n ]   –   de c o m p p [n]   S te p   4 :   IF   ( r e s d p   i s   n o t   m o n o t o ni c )  G O T O S t e p2   E L S E   (D e c o m po s i t i o n   i s   c o m pl e t e )       3.   BI - D I M EN S I O N A L   EM D   ( B E M D )   It   i s   o b s e r v e d   s o  f a r  t ha t ,   o n e   di m e n s i o n a l   s i f t i n g  p r o c e s s   (S P )  i s   a   f i xe d  n um b e r   of  i t e r a t i v e   pr o c e s s   w i t h  i nt e rp o l a t i o n  f un c t i o n   a nd  a   s t o ppi n g   c ri t e r i o n.   B E M D   ha s   t h e   S P   w hi c h  i n   t u rn   b a s e d  o n  t h e   ‘ D e l auna y   T r i a ng u l a t i o n ’   [1 4 ]   a n d  t h e n   ‘ Cub i c   In t e r p ol a t i on ’  [ 15]  o n  t ri a n g l e s .   B E M D   off e r s   a   l o w   c o m put a t i o n   t i m e .   W e   pr e s e n t   a   r e v i e w   o f   B E M D   a l go r i t h m   a s   f o l l o w s   [ 1 6 - 17]:     A l go r i t h m   B E M D   Step 1: Input:Hyperspectral Image Dataset   Step 2: Img(c x ,c y ) = First Principal Component of HI  image    Step 3: Find local_maxima points in Img(c x ,c y )   Find local_minima points inImg(c x ,c y )    Step 4: ‘UpperEnvelope’   U p (c x , c y ) = Interpolation_of (‘maxima points’) ‘Lowe rEnvelope’   L w (c x , c y ) = Interpolation_of (‘minima points’)   Step 5: Mean(c x ,c y ) = [U p (c x , c y )+ L w (c x , c y )]   Step 6: sub(c x , c y ) = Img(c x , c y ) – Mean(c x , c y )   Step 7: IMF i =Sub(c x ,c y )ifSub(c x ,c y ) satisfies Propert ies(IMF)   Step 8: Img(c x , c y ) = Img(c x , c y ) - IMF i   Step 9: IF Img(c x , c y ) has maxima and minima points  to create envelopes THEN GOTO Step - 3   Step 10: Stop       4.   P R I N C I P A L  C O M P O N EN T  A N A L Y S I S   (P C A )   P r i n c i pa l   c o m po n e n t   a n a l y s i s   (P CA )  i s   a   s t a t i s t i c a l   p r o c e dur e   f o r   di m e n s i o na l i t y   r e duc t i o n   us i ng  f e a t ur e   e xt r a c t i o n   t e c hni que   [18] .   It   i s   o r t h o go na l   t ra n s f o r m a t i o n   t ha t   t a ke s   a   s e t   o f   ob s e r v a t i o n s   o f   po s s i b l y   c o r r e l a t e d  v a r i a b l e s   (N um e r i c a l   e n t i t i e s )  a n d  t r a n s f o r m   t h e m   i n t o   a   s e t   of  v a l ue s   of  l i n e a rl y   un c o r r e l a t e d  v a r i a b l e s   c a l l e d  pr i n c i p a l   c o m po n e n t s   [19] .   T h i s   p r o c e s s   r e s ul t s   i n   c o m put a t i o n   o f   pr i n c i pa l   c o m po n e n t s   i n  w h i c h  t h e   f i r s t   p r i n c i p a l   c o m po n e nt   ha s   t h e   l a rge s t   po s s i b l e   v a r i a n c e   a c c o un t i ng  m a x i m u m   v a ri a b i l i t y   i n  t h e   da t a .   T h i s   i s   f o l l ow e d  by   s e c o n d  pri n c i pa l   c o m po n e nt s   t ha t   c o n t a i n s   s e c o n d  l a r ge s t   v a r i a b i l i t y   a n d  s o   o n   [20].   W e   c a n  c o n s i de r  e a c h   p i xe l   i n  h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   a t   a   gi v e n  l o c a t i o n  a s :     X i = [x1 , x2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , xN ]i T     N = N um b e r   o f   b a n ds   i n   a   gi v e n   h y p e r s pe c t ra l   i m a ge .   i = 1 ,   2,   3. . . . . M   r e p r e s e n t s   n um b e r   o f   pi xe l   v e c t o r s   o f  h y p e r s pe c t r a l   i m a ge .   M = m * n   (f o r   m   r o w s   a n d  n  c o l um n s   of   t h e   h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   da t a )  P CA   t e c hn i q ue   i s   b a s e d  o n   t h e   E i ge n   de c o m po s i t i o n   o f  t h e   c ov a ri a n c e   m a t r i x  o f   x.   F i na l l y ,   i t   r e s ul t s   i n  k  w h e r e   (k< N )  p r i n c i pa l   c o m po n e n t   i m a ge s   w h i c h   c o n t a i n   m a j o r i t y   of   i n f o r m a t i o n   [21 ].   T h e   a m o unt   o f   v a r i a n c e   o r   i n f o r m a t i o n  de c r e a s e s   a s   w e   m o ve   t o   kt h  p r i n c i pl e   c o m po n e n t   i m a g e .   A f t e r   t h e   t ra n s f o r m a t i o n   t h e r e   i s   n o  c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t w o   pr i n c i p l e   c o m po n e nt   i m a ge s .   I n  t he   pr o po s e d  m o de l ,   P CA   i s   a pp l i e d  o n   t h e   I n di a n  P i n e s   a n d   P a v i a   u n i v e r s i t y   da t a s e t s   w h i c h  a r e   w i de l y   us e d  h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   da t a s e t s .   F i r s t   p r i n c i pl e   c o m po n e n t   f r o m   b o t h  t h e   d a t a s e t s   a r e   c o m put e d  a n d  c h o s e n   f o r   t h e   i n p ut   t o   t h e   B E M D   de c o m po s i t i o n .       5.   S U P P O R T  V EC TO R   M A C H I N ES   (S V M )   S u p p o rt   v e c t o r  m a c hi ne   i s   a   d i s c ri m i n a t o r  a nd   m o d e l e d   b y   a   d i s c ri m i na t i v e   hy pe rp l a ne .   I t   i s   a   re p re s e nt a t i o n  o f   d a t a   a s   p o i nt s   i n  s p a c e   t ha t   a re   m a p p e d ,   s o   t ha t   t he   p o i nt s   o f   d i f f e re nt   c a t e g o ri e s   a re   s e p a ra t e d   by   a   g a p   a s   w i d e   a s   po s s i b l e .   T he s e   h y pe rp l a ne s   a r e   b o u nd a r i e s   f o r  c l a s s i f y i ng   t he   d a t a   s a m p l e s .   D a t a   p o i nt s   c a n  b e   a s s i g ne d   t o   d i f f e re nt   c l a s s e s   i rre s p e c t i v e   o f   i t s   po s i t i o n  t o   t he   hy p e rp l a ne .   N u m b e r  o f   f e a t u re s   p l a y s   a   c ru c i a l   ro l e   i n   d e c i d i ng   d i m e ns i o n  o f   t he   h y p e rp l a ne .   T he   hy p e rp l a ne   i s   j u s t   a   l i ne   i f   t he   nu m b e r  o f   i nd e p e nd e nt   f e a t u re s   i s   t w o .   F i g u re   1   s ho w s   t he   p ro c e s s   o f   S u p po rt   V e c t o r  M a c hi ne .   T he   hy pe rp l a ne   b e c o m e s   a   t w o - d i m e ns i o na l   p l a ne   i f   t he   nu m b e r  o f   i nd e p e nd e nt   f e a t u re s   i s   t h re e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A r t i f   I n t e l l   IS S N :   2252 - 8938       H y pe r s pe c t r a l   i m age   c l as s i f i c at i on  us i ng   s uppor t   v e c t or   m ac hi ne s   ( T . Subba   R e dd y )   687       F i gu r e   1 .   S uppo r t   v e c t o r   m a c hi n e       T he   d a t a   s a m p l e s   w hi c h  a re   c l o s e r  t o   t he   hy pe rp l a ne   a re   c a l l e d   a s   s u p p o rt   v e c t o rs .   T he s e   s u p po rt   v e c t o rs   i nf l u e nc e   t he   o ri e nt a t i o n  a nd   p o s i t i o n  o f   t he   hy pe rp l a ne .   W e   m a x i m i z e   t he   m a rg i n  o f   t he   c l a s s i f i e r,   b y   us i ng   t he s e   s u p po rt   v e c t o rs .   A f t e r  t r a i ni ng   S V M ,   i f   w e   ge t   g re a t e r  t ha n  1   a s   o u t p u t   o f   S V M   f u nc t i o n,   w e   l a b e l   i t   a s   o ne   c l a s s ,   o t he rw i s e   w e   l a b e l   i t   a s   a no t he r  c l a s s   i n  b i na ry - c l a s s   c l a s s i f i c a t i o n.   D i f f e re n t   S V M   a l g o ri t hm s   u s e   d i f f e re nt   t y pe s   o f   ke rne l   f u nc t i o ns .   T he s e   f u nc t i o ns   c a n   b e   d i f f e re nt   t y p e s .   F o r  e x a m p l e   p o l y no m i a l ,   ra d i a l   b a s i s   f u nc t i o n  ( R B F ) ,   s i g m o i d  a nd   G a u s s i a n  k e r ne l   e t c   [ 2 2 ] .   U s i ng   t he   f e a t u re s   o f   B E M D ,   t he   S V M   a l g o ri t hm   c re a t e s   a   m a x i m a l - m a rg i n   hy pe rp l a ne   w hi c h  d i v i d e s   t he   i m a g e   p i x e l s   i n t o   c l a s s e s .       6.   H Y P ER S P EC TR A L   I M A G E   C L A S S I F I C A T I O N   U S I N G   S V M   P R O P O S E D   A L G O R I T H M :   T he   o b j e c t i v e   o f   t hi s   p ro p o s e d   m o d e l ,   s ho w n  i n  F i g u re   2   i s   t o   p re d i c t   t he   c l a s s   o f   i nd i v i d u a l   p i x e l   o f   a   hy pe rs p e c t ra l i m a g e   u s i ng   s u p e rv i s e d   l e a r ni ng   t e c h ni q u e .   T he   p ro p o s e d   m e t ho d   i s   s u m m a ri z e d   a s   b e l o w :   1.   F i rs t   p ri nc i p a l   c o m p o ne nt   ( P C )   i s   e x t ra c t e d   b y   a p p l y i ng   P C A   o n  t he   H y p e rs pe c t ra l   i m a g e   d a t a s e t .   2.   P C   i s   i np u t   t o   B E M D   s i g na l   p ro c e s s i ng   m e t ho d   t ha t   d e c o m p o s e s   i t   i nt o   t h re e   B I M F s   a nd   re s i d u e   i m a g e   3.   T he s e   B IM F s   a l o ng   w i t h  re s i d u e   i m a g e   s e rv e s   a s   t he   f e a t u re s   o f   o u r  hy pe rs p e c t ra l   i m a g e   d a t a s e t   a nd   i s   f e d   t o   p re - t r a i ne d   S V M   m o d e l .   A   s m a l l   ne i g hb o ri ng   p i x e l   i n  an   i m a g e   u s u a l l y   e x hi b i t s   hi g h  c o he re nc e   a m o ng   e a c h  o t he r.   T o   a v o i d   l o s s   o f   s p a t i a l   i nf o rm a t i o n   i n  t hi s   e x p e ri m e nt a l   p a t c he s   o f   s i z e   3 3 x 3 3 x 4   a re   e x t ra c t e d   f ro m   t he   s t a c k e d   B I M F s   a l o ng  w i t h  t he   re s i d u e   i m a g e .   T o   ha nd l e   t he   i m b a l a nc e   hy pe rs p e c t ra l   d a t a s e t s ,   t he   e x t ra c t e d   s a m p l e   p a t c he s   a re   o v e rs a m p l e d   f o r  w e a k  c l a s s e s .   F u rt he r  t he s e   s a m p l e s   a re   s p l i t   i nt o   8 0 %   t ra i n i ng   a n d   2 0 %   t e s t i ng   p a t c he s .   T he   t ra i n i ng   p a t c he s   a re   a u g m e nt e d   t o   i nc re a s e   t he   t r a i ni ng   s a m p l e s .   F i n a l l y   t he   S V M   m o d e l   i s   t ra i ne d   a nd   t e s t e d   w hi c h  g i v e s   a   re m a rk   o f   p ro m i s i ng   re s u l t s   f o r  t w o   b e nc hm a rk s .           F i g u re   2 .   P ro p o s e d   m o de l       7.   EX P ER I M EN TA L   R E S U L T S   A N D   A N A L Y S I S   T h i s   s e c t i o n   de m o n s t ra t e s   t h e   e ff e c t i v e n e s s   o f   t h e   pro pos e d  P CA - B E M D - R E S N E T   m o de l .   E xpe r i m e nt s   w e r e   c a rr i e d   o ut   i n  c l o ud  e n v i r o n m e nt   w i t h  dow n l o a de d  h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   da t a s e t s   (S o ur c e :   w w w . e h u. e us / c c w i n t c o / i n de x . p h p? t i t l e = H y p e r s pe c t r a l R e m o t e S e n s i ngS c e n e s ).   B ri e f   de s c r i pt i o n s   o f   b o t h   t h e   H I   da t a s e t s   (I n d i a   p i n e s   a n d   P a v i a   U ni v e r s i t y )  a r e   o ut l i n e d   b e l o w .   a.   In d i a   P i n e s D a t a s e t   T h i s   i s   a   s c e n e   i n   ‘I n d i a n   P i n e s ’  t e s t   s i t e   (N o r t h - w e s t e rn   I n d i a na )  c a pt u r e d  by   t h e   ‘A V IR IS ’   h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   s e n s o r   du ri n g  J u n e .   T h e   da t a s e t   c o n t a i ns   t h e   r e f l e c t a n c e   v a l ue s .   T h e   i m a ge   ha s   145  r o w s   a n d  145  c o l um n s   a n d  w i t h   224  s pe c t ra l   b a n ds   ha v i n g  w a v e l e n gt h   (f r o m   0. 4  t o   2. 5  10 - 6   m e t e r s ) .   A g r i c ul t u r e   c ove r a ge   c o nt a i ns   t w o   t h i r d  o f  t h e   s c e n e   a n d  f o r e s t   c ove r a ge   h a s   r e s t   o n e   t hi r d  o f  t h e   s c e n e .   T h e r e   a r e   hi g h w a y s ,   r a i l w a y   l i n e s ,   l o w   de n s i t y   h o us e s ,   m a nm a de -   s t ruc t ur e s   a n d  s m a l l   r o a ds .   A g ri c ul t u r e   c o n s t i t u t e s   t h e   c o r ps   l i ke   c o r n  a nd  s oy b e a n s .   T h e   g r o u n d  t r ut h  c o n t a i ns   16  c l a s s e s .   T h e   i m a ge   ha s   u nde r go n e   t hr o ug h  c o r r e c t i o n s   by   r e m o v i n g  s o m e   u n w a n t e d   b a nds   a n d  t h e   f i n a l   c o r r e c t e d  i m a ge s   ha s   d i m e n s i o n   1 45x145 x200 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938     I n t   J   A rt i f   I nt e l l ,   V o l .   9 ,   N o .   4 ,  D e c e m be r   20 20 :     684   –   6 90   688   b.   P a v i a   U ni v e r s i t y D a t a s e t   T h i s   s c e n e   i s   c a pt u r e d   b y   t h e   ‘R O S IS ’  o n  P a v i a   U n i v e r s i t y   a t   P a v i a   (N o rt h e rn   It a l y ).   P V U   da t a s e t   c o n s i s t s of 103  ‘ s pe c t r al   ba nds ’.   T h e   i m a ge   h a s   6 10  r o w s   a n d  610  c o l um n s .   T h e   g r o u n d  t rut h   c o nt a i n s   9  c l a s s e s   e a c h .   S o m e   s a m pl e s   o f   t h e   i m a ge   w e r e   di s c a rde d  b e fo r e   a na l y s i s   a s   t h e y   d o   n o t   c o n t a i n   a n y   i n f o r m a t i o n.   T hi s   i s   r e p r e s e n t e d  b y   b l a c k  s t r i pe s .   T h e   d i m e n s i o n   o f   t h e   i m a ge   i s   610x6 10x103 .   c.   Cl a s s i f i c a t i o n   R e s ul t s   F i gu r e   3  s h o w s   t h e   p ri n c i p a l   c o m po n e n t s   o f   In di a n  P i n e s   a nd  P a v i a   U n i v e r s i t y   D a t a s e t   r e s pe c t i v e l y .   F i gu r e   4   s h o w s   t h e   B E M D   IM F s   o f   f i r s t   P CA   o f   e a c h   d a t a s e t .             F i gu r e   3 .   P ri n c i pa l   c o m po n e n t   i m a ge   o f   da t a   s e t s                                 F i gu r e   4 .   B E M D   c o m po n e n t s   o f   f i r s t   p ri n c i pl e   c o m po n e n t   f or  e a c h  d a t a s e t       T a b l e   1   a n d  T a b l e   2  r e p r e s e n t   t h e   num b e r   o f   s a m pl e s   (T r a i n i n g  a n d  T e s t i n g)  o f   In di a n   P i n e s   a n d   P a v i a   U n i v e r s i t y   D a t a s e t   r e s pe c t i v e l y .   T a b l e   3   s h ow s   t h e   a c c ur a c y   r e s ul t s   of   pr o po s e d  m o d e l   c o m pa r e d  w i t h  o t h e r   e xi s t i n g  m e t h o ds .   T h e   p r o po s e d  m o de l   a c h i e v e s   96. 7 %  a n d  97 . 6%  a c c ura c y   i n   I n d i a n   pi n e s   a n d  p a v i a   uni v e r s i t y   da t a s e t s   r e s pe c t i v e l y .   T h e   a c c ur a c y   t a b l e   i n   bot h   da t a   s e t s   ha s   c o m pa r e d  w i t h   t h e   m o de l s   of  M N F + F A B E M D   +   S V M   [23] ,   2 - D   E M D   +   S V M   [24]   a nd  C o n v e n t i o na l   P CA - K N N   [ 25]                Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A r t i f   I n t e l l   IS S N :   2252 - 8938       H y pe r s pe c t r a l   i m age   c l as s i f i c at i on  us i ng   s uppor t   v e c t or   m ac hi ne s   ( T . Subba   R e dd y )   689   T a b l e   1 . N u m b e r   o f   t r a i n i n g   a n d  t e s t i n g   s a m pl e s   i n  t h e   I n d i a n  pi n e s   da t a s e t   Cl a s s   n u m b e r   T ra i n i n g   T e s t i n g   A c c u ra c y   ( % )   1   1961   9   95   2   2284   286   9 5 . 2   3   1992   166   9 5 . 6   4   1900   47   96   5   1930   97   9 5 . 9   6   1752   146   96   7   1955   5   96   8   1910   96   96   9   1968   4   96   10   2334   194   96   11   1964   491   9 6 . 5 9   12   1896   119   96   13   1968   41   96   14   2024   253   96   15   1854   77   9 6 . 9   16   1998   19   9 6 . 8   AA       9 6 . 7   OA   9 6 . 4   KA   9 6 . 3     T a b l e   2 . N u m b e r   o f   t r a i n i n g   a n d  t e s t i n g   s a m pl e s   i n  t h e   I n d i a n  P a v i a   u ni v e r s i t y   da t a s e t   Cl a s s   n u m b e r   T ra i n i n g   T e s t i n g   A c c u ra c y   ( % )   1   1 5 9 1 5   1326   97   2   1 4 9 1 9   3730   9 7 . 8 9   3   1 5 1 1 1   420   96   4   1 4 7 0 6   613   9 7 . 8 3   5   1 5 0 6 4   269   97   6   1 6 0 9 2   1006   97   7   1 4 8 9 6   266   97   8   1 4 7 2 5   737   97   9   1 4 1 6 0   189   97   AA       9 7 . 6   OA       9 7 . 6 4   KA       9 7 . 9 2         T a b l e   3 . C l a s s i f i c a t i o n  a c c ura c y   (%)  c o m pa ri s i o n  o f   o ur   m o d e l   w i t h  d i f fe r e nt   m e t h o ds   M e t h o d   In d i a n   P i n e s   P a v i a   U n i v e r s i t y   Co n v e n t i o n a l   P C A - K N N     8 7 . 7 0   8 8 . 1 0   2 - D   E M D +   S V M     9 4 . 7   95   M N F + F A BE M D + S V M     9 4 . 8   9 6 . 2   P ro p o s e d   P C A - BE M D - S V M   9 6 . 7   9 7 . 6       8.   C O N C LU S I O N   T h i s   pa pe r   p r e s e n t s   a   h y pe r s pe c t r a l   i m a ge   c l a s s i f i c a t i o n   m o de l   t ha t   us e s   P CA ,   B E M D   t e c h ni que s   fo r   f e a t ur e   e xt ra c t i o n .   T h e s e   f e a t ur e s   a r e   f e d  t o   s uppo r t   v e c t o r   m a c h i n e s   f o r   c l a s s i f i c a t i o n .   E xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   o n   s t a n d a r d  da t a s e t s   ha v e   pr o ve d  t h a t   t h e   pr o po s e d  m o d e l   h a s   v e r y   goo d  p e r f o r m a n c e   c o m pa r e d  t o   o t h e r   s t a t e - of - a r t - m e t h o ds .       R EF ER EN C ES   [ 1]   M .   J .   K ha n ,   H .   S .   K ha n ,   A .   Y o us a f ,   K .   K hur s h i d  a nd  A .   A bba s ,   " M o de r n  T r e nd s   i n  H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   A na l y s i s :   A   R e v i e w , "   i n  I E E E   A c c e s s ,   v o l .   6,   pp .   141 18 - 1412 9,   2 018 ,   do i :   10. 1109 / A C C E S S . 201 8. 2 8129 99 .   [ 2]   J .   K .   D ha nd ha l y a   a nd  S .   K .   P a r m a r ,   " H y pe r s pe c t r a l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n  us i ng   s p a t i a l   s p e c t r a l   f e a t u r e s   a nd  m a c hi ne   l e a r n i ng   a ppr o a c h, "   2016  I E E E   I n t e r na t i o nal   C o nf e r e nc e   on  R e c e nt   T r e nds   i n  E l e c t r on i c s ,   I nf or m a t i on  &   C om m uni c at i on   T e c hn ol ogy   ( R T E I C T ) ,   p p.   11 61 - 1165 ,   201 6,   B a ng a l o r e ,   do i :   10. 11 09/ R T E I C T . 2016. 7808 014 .   [ 3]   J .   R e n,   J .   Z a b a l z a ,   S .   M a r s ha l l   a n d  J .   Z h e ng ,   " E f f e c t i v e   F e a t u r e   E x t r a c t i o n  a nd   D a t a   R e duc t i o n  i n  R e m o t e   S e n s i ng   U s i ng   H y pe r s pe c t r a l   I m a g i ng   [ A ppl i c a t i o ns   C o r ne r ] , "   i n  I E E E   S i gn al   P r oc e s s i ng   M ag a z i ne ,   v o l .   31 ,   no .   4 ,   pp.   149 - 154,   J ul y   2014 ,   do i :   10. 11 09/ M S P . 2 014 . 231 2071 .   [ 4]   S .   S w a m y ,   S .   M .   A s ut ka r   a n d  G .   M .   A s u t ka r ,   " R e m o t e   s e n s i ng   H S I   c l a s s i f i c a t i o n  a n d  e s t i m a t i o n  o f   M I M E T I T E   m i ne r a l   s p e c t r a l   s i g na t ur e s   f r o m   I S R O ,   I ndi a , "   2 017  I nt e r nat i o nal   C o nf e r e nc e   on  T r e nds   i n  E l e c t r oni c s   a nd   I nf or m a t i c s   ( I C E I ) ,   p p.   10 95 - 1099 ,   201 7,   T i r u ne l v e l i ,   do i :   10. 1 109 / I C O E I . 2017. 8300 880 .   [ 5]   G . F .   H ug he s ,   O n  t he   m e a n  a c c ur a c y   o f   s t a t i s t i c a l   pa t t e r n   r e c o g ni z e r s ,   I E E E   T r ans .   I n f .   T he or y ,   v o l .   I T - 14,   N o . 1,   pp.   55 - 63 ,   j a n  1968 .   [ 6]   A. M a r t i ne z - U s o ,   F . P l a ,   J . M . S o t o c a ,   P . G a r c i a - S e v i l l a ,   C l us t e r i ng - ba s e d  hy pe r s pe c t r a l   b a nd  s e l e c t i o n  us i ng   i nf o r m a t i o n   m e a s ur e s ,   I E E E   T r ans .   G e os c i .   R e m ot e   Se ns .   45( 12) ,   4 158 - 417 ,  2007 .   [ 7]   S . B .   S e r pi c o ,   G . M o s e r ,   E x t r a c t i o n  o f   s pe c t r a l   c ha nn e l s   f r o m   h y pe r s pe c t r a l   i m a g e s   f o r   c l a s s i f i c a t i o n  pur po s e s ,   I E E E   T r ans .   R e m ot e   Se ns .   45( 2) ,   484 - 49 5 ,   20 07.   [ 8]   C . g R o da r m e l   a nd  J i e s h a n ,   “ P r i nc i pa l   C o m po ne nt   A na l y s i s   f o r   H y pe r s pe c t r a l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n, ” s u r v e y i ng   a nd  l a nd   i nf o r m a t i o n  s y s t e m s .   V o l .   6 2,   N o . 2 ,   pp. 115 - 000 ,   200 2.   [ 9]   A .   L i nde r h e d ,   “ A da pt i v e   I m a g e   C o m pr e s s i o n  w i t h  w a v e l e t   pa c ke t s   a nd  e m pi r i c a l   m o de   de c o m p o s i t i o n  “ P hD   t he s i s ,   L i nkpi ng U ni v e r s i t y ,   s w e d a n ,   2004 .   [ 10]   J . H a r i ki r a n ,   D r . P . V . L a ks hm i ,   D r . R . K i r a n  K um a r ,   “ M u l t i p l e   F e a t ur e   F uz z y   C - m e a ns   C l us t e r i ng   A l go r i t hm   f o r   S e g m e nt a t i o n   o f   M i c r o a r r a y   i m a g e ” ,   I A E S  I nt e r n at i on al   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   an d  C om p ut e r   E ng i ne e r i ng ” ,   V o l .   5 ,   N o .   5,   pp .   104 5 - 1053 ,   O c t o be r   2015 .   [ 11]   B . S a i c ha nd a na ,   D r . K . S r i n i v a s ,   D r . R . K i r a n   K um a r ,   “ I m a g e   F us i o n  i n  H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   C l a s s i f i c a t i o n  u s i ng   G e ne t i c   A l g o r i t hm ” ,   I A E S  I ndone s i an  J ou r na l   o f   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng  andC om p ut e r   Sc i e nc e ,   v o l   2,   N o .   3 ,   pp. 7 03 - 711 ,   J un e   2016 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938     I n t   J   A rt i f   I nt e l l ,   V o l .   9 ,   N o .   4 ,  D e c e m be r   20 20 :     684   –   6 90   690   [ 12]   H i a ng ,   N . E ,   S he n ,   Z ,   L o ng ,   S . R . ,   W u,   M . C . ,   S h i h,   H . H . ,   Z he ng ,   Q . ,   Y e n ,   N - C ,   T ung ,   C . C   a nd  L i u,   H . H .   “ T h e   E m pi r i c a l   M o de   D e c o m po s i t i o n  a nd  t he   H i l b e r t   S pe c t r um   f o r   N o nl i ne a r   a n d  N o n - S t a t i o na r y   T i m e   S e r i e s   A na l y s i s ” .   R o y a l   So c i e t y   P r oc e e di ngs   on  M a t h ,   P hy s i c a l   a nd  E n gi ne e r i ng  Sc i e nc e s ,   v o l . 4 54 ,   N o . 197 1  pp . 90 3 - 995   ( 8  M a r c h  1 998 ) .   [ 13]   M .   Z ha ng ,   W .   Y u  a nd   Y .   S he n,   " T hr e e - D i m e ns i o na l   E m pi r i c a l   M o de   D e c o m po s i t i o n  B a s e d  H y pe r s p e c t r a l   B a n d  S e l e c t i o n  M e t ho d, "   2 018   I E E E   I nt e r na t i ona l   G e os c i e nc e   a nd  R e m ot e   Se ns i ng  Sy m po s i um   ( I G A R S S ) ,   pp.   47 01 - 4704 ,   2018 ,   V a l e nc i a ,   do i :   10. 11 09 / I G A R S S . 2018. 851 8164 .   [ 14]   H e ,   Z h i   &   Z h a ng ,   M i a o   &   S he n ,   Y i   &   W a ng ,   Q i a ng   &   W a n g ,   Y a n  &   Y u ,   R e n l o ng .   H y pe r s pe c t r a l   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n  w i t h  m u l t i v a r i a t e   e m p i r i c a l   m o de   de c o m po s i t i o n - ba s e d  f e a t u r e s .   C o nf e r e nc e   R e c or d - I E E E   I ns t r um e n t at i on   a nd  M e as ur e m e nt   T e c hn ol o gy   C on f e r e nc e .   9 99 - 10 04 ,   20 14.   1 0. 1 109 / I 2M T C . 20 14 . 686 0893 .   [ 15]   Z .   H e ,   Y .   S he n,   Q .   W a ng   a n d  Y .   W a ng ,   " O pt i m i z e d  E ns e m bl e   E M D - B a s e d   S pe c t r a l   F e a t ur e s   f o r   H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   C l a s s i f i c a t i o n, "   i n  I E E E   T r a ns a c t i on s   on  I n s t r um e nt a t i on  a nd  M e as ur e m e nt ,   v o l .   6 3,   no .   5,   pp .   10 41 - 1056 ,   M a y   2014 ,   do i :   10 . 110 9/ T I M . 2 014 . 229 8153 .   [ 16]   H ua ng ,   D . ,   Y a ng ,   P . ,   L i ,   J .   a n d  M a ,   C .   R e m o t e   S e n s i ng   I m a g e   F us i o n  U s i ng   B i d i m e ns i o na l   E m p i r i c a l   M o de   D e c o m p o s i t i o n  a nd  t he   L e a s t   S qu a r e s   T h e o r y .   J our na l   o f   C o m put e r   an d  C om m u ni c at i on s ,   5 ,   35 - 48 ,   2 017 .   do i : 10. 4236/ j c c . 2017 . 51 2004 .   [ 17]   B . S a i c ha nd a na ,   D r . K . S r i n i v a s ,   D r . R . K i r a n  K um a r ,   “ D i m e ns i o na l i t y   R e duc t i o n  a nd  C l a s s i f i c a t i o n  o f   H y pe r s p e c t r a l   I m a g e s   us i ng   G e ne t i c   A l g o r i t hm ” ,   I A E S  I ndo ne s i an  J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i n g  and  C om put e r   S c i e nc e ,   V o l   3,   N o   3,   pp . 50 3 - 511 ,   S e p t e m be r   201 6.   [ 18]   J o l l i f f e ,   I a n  T ,   a n d  J o r g e   C a d i m a .   “ P r i nc i pa l   c o m po ne nt   a n a l y s i s :   a   r e v i e w   a nd  r e c e nt   de v e l o pm e n t s . ”   P hi l os o ph i c a l   t r ans a c t i o ns .   Se r i e s   A ,   M at he m a t i c al ,   phy s i c a l ,   an d  e ngi ne e r i n g  s c i e nc e s   v o l .   3 74 ,   2016 .   [ 19]   D e e pa ,   P .   &   K ,   T hi l a g a v a t h i .  F e a t ur e   e x t r a c t i o n  o f   h y pe r s pe c t r a l   i m a g e   us i ng   pr i nc i pa l   c o m po ne nt   a na l y s i s   a nd   f o l de d - pr i nc i pa l   c o m po ne nt   a na l y s i s .   2015   2nd   I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on  E l e c t r on i c s   and   C om m un i c a t i on   Sy s t e m s   ( I C E C S   20 15 ) .   656 - 66 0.   10 . 1 109 / E C S . 201 5. 7 1249 89 .   [ 20]   Q .   S un ,   X .   L i u  a nd  M .   F u ,   " C l a s s i f i c a t i o n  o f   h y pe r s pe c t r a l   i m a g e   ba s e d  o n  pr i nc i pa l   c o m po ne nt   a na l y s i s   a nd  de e p   l e a r n i ng , "   2017  7 t h  I E E E   I n t e r na t i o na l   C onf e r e nc e   on  E l e c t r on i c s   I n f or m a t i on  an d  E m e r ge nc y   C om m un i c a t i on   ( I C E I E C ) ,   pp .   3 56 - 359 ,   201 7,   M a c a u,   do i :   10. 1109 / I C E I E C . 2017 . 8 07658 1.   [ 21]   X .   K a ng ,   X .   X i a ng ,   S .   L i   a nd  J .   A .   B e ne d i k t s s o n,   " P C A - B a s e d  E d g e - P r e s e r v i ng   F e a t u r e s   f o r   H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   C l a s s i f i c a t i o n, "   i n  I E E E   T r an s ac t i ons   o n  G e os c i e nc e   and  R e m ot e   Se ns i ng ,   v o l .   55,   no .   12 ,   pp .   714 0 - 7151 ,   D e c .   2017 ,   do i :   10. 110 9/ T G R S . 2 017 . 274 3102 .   [ 22]   P .   B a j o r s ki ,   " O n  t h e   r e l i a bi l i t y   of   P C A   f o r   c o m pl e x  hy pe r s p e c t r a l   da t a , "   200 9  F i r s t   W or k s hop   on   H y pe r s pe c t r al   I m age   and  S i gna l   P r oc e s s i ng :   E v o l u t i on  i n  R e m o t e   Se ns i ng ,   pp .   1 - 5,   G r e no bl e ,   2009 ,   do i :   10. 1 109 / W H I S P E R S . 2009 . 528 9076 .   [ 23]   M i ng - D e r   Y a ng ,   “ H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   C l a s s i f i c a t i o n  us i ng   F a s t   a nd  A da p t i v e   B i - d i m e n s i o na l   M o de   D e c o m p o s i t i o n  w i t h  m i n i m um   no i s e   f r a c t i o n” ,   I E E E   t r an s ac t i ons   on  G e os c i e nc e   and  R e m ot e   Se ns i ng   V o l um e   13,   I s s ue   12 ,   D e c   201 6.   [ 24]   B e g um   D e m i r   e t . al . ,   “ E m p i r i c a l   M o de   de c o m po s i t i o n  o f   H y pe r s pe c t r a l   I m a g e s   f o r   S uppo r t   V e c t o r   M a c hi ne   C l a s s i f i c a t i o n” ,   I E E E   t r an s ac t i ons   o n  G e os c i e nc e   a nd  R e m ot e   Se ns i ng ,   V o l   4 8,   N o . 11 ,   N o v e m be r   20 10.   [ 25]   P .   B e a t r i z   G a r c i a - A l l e nde   e t . a l . ,   “ H y pe r s pe c t r a l   D a t a   P r o c e s s i n g   A l go r i t hm   c o m bi ni ng   P r i nc i pa l   C o m po ne nt   A na l y s i s   a nd   K   N e a r e s t   N e i g hbo ur s ”   S P I E   di g i t a l   l i b r a r y   2008.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       T.   S ub ba r e ddy   w o r ki ng   a s   R e s e r a c h  S c ho l a r   i n  S c ho o l   o f   C S E ,   V e l l o r e   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy ,   V I T - A P .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t   i nc l ude   I m a g e   P r oc e s s i ng ,   H y pe r s p e c t r a l   i m a g e   a na l y s i s   a nd  D e e p   l e a r n i ng .   H e   c a n   b e   r e a c he d  a t   s u bba r e d dy ne c @gm a i l . c o m .         D r .   J . H a r i k i r a n ,   W o r ki ng   a s   A s s i s t a n t   p r o f e s s o r   i n  S c ho o l   o f   C S E ,   V e l l o r e   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy ,   V I T - A P .   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   a r e   M i c r o a r r a y   I m a ge   A na l y s i s   a nd  H y pe r s pe c t r a l   I m a g e   A na l y s i s .   H e   c a n  be   r e a c he d   a t   ha r i k i r a n . j h k@g m a i l . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.