基于卷积神经网络的遥感图像目标检测及变化检测

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxhaizi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
遥感图像中港口、油库等典型战略目标的自动检测及土地利用的变化检测一直是遥感领域的研究热点。但随着遥感图像分辨率不断提高,现有的目标检测和变化检测算法都面临极大的挑战。这是因为现有的检测算法大多利用人工设计特征,使得检测算法存在鲁棒性差的问题。近几年,能够更好提取具有辨识力特征的卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)在图像分类等应用中取得了巨大成功,如何利用CNN提取适用于目标检测和变化检测的特征,提高目标检测的精度、检测土地利用变化及其变化类型具有重要的研究和应用价值。在分析讨论常用的CNNs网络以及孪生卷积神经网络的基础上,本文主要研究利用卷积神经网络实现大幅面遥感图像中港口、油库等战略目标的检测以及土地利用变化检测。本文主要的工作与创新如下:(1)针对大幅面遥感图像中港口检测,利用港口出现在海陆交界处以及港口主要由码头组成两个先验知识,提出结合深度学习和结构特征的港口检测算法。首先,将大幅面遥感图像下采样,在得到的较低分辨率的遥感图像上利用ResNet(Residual Network)快速检测海陆交界带,从而确定港口区域范围,降低后续检测的误检。然后利用基于卷积神经网络的目标检测算法SSD(Single Shot MultiBox Detector)检测码头区域,根据码头的几何结构设计了一种半封闭结构检测器来确认真正码头区域,进一步排除误检。最后将码头区域合并得到准确的港口区域。相比于直接通过检测码头来检测港口的方法,所提算法在查准率和查全率上分别平均提高了10.25%和2%。(2)针对大幅面遥感图像油库检测,提出融合多层次特征的油罐检测算法。首先,将大幅面遥感图像下采样,在得到的较低分辨率的大幅面遥感图像上利用ResNet初步检测出油库区域,然后融合不同特征层的特征实现油罐的检测和精确定位,利用改进的DBSCAN聚类算法提取不同的油库区域。所提算法比SSD算法查全率提高了2.2%,F1-measure提高了0.9%。(3)针对遥感图像变化检测,变化检测转化为分类问题,提出了有监督的卷积神经网络AggregationNet的变化检测方法,尽管此方法也是将变化检测转化为分类问题,但是不同于分类后变化检测,它不仅可以判断变与不变,而且可以直接获得变化类型。AggregationNet由一个特征提取网络和一个特征融合网络组成,设计了二维标签图进行训练。在SAT-6数据集上,AggregationNet比先分类后比较变化检测方法精度提高1.6%。在TISZADOB数据集上,相比于传统的CXM(Conditional multilayer mixed MRF model)、基于卷积神经网络的SCCN(Symmetric Convolutional Coupling Network)与DSCN(Deep Siamese Convolutional Network)等算法,AggregationNet均获得最高的查准率、查全率。
其他文献
生长激素(Growth hormone.GH)是脊椎动物下丘脑分泌的单链多肽激素,鱼类生长激素参与鱼体的生长、发育和代谢等。鱼类脑垂体中天然生长激素含量极低,分离纯化比较困难,基因工程技
扬子板块西北缘发育新元古代火成岩,自南向北依次出露碑坝、望江山、城山-毕机沟等基性层状堆晶杂岩体和大量花岗岩、花岗闪长岩体,主要侵位于古元古界后河群,中-新元古界火
本文从公立医院医用材料成本管理现状探寻与分析为出发,结合当前公立医院医用材料成本管理的重点,谈谈如何有效提升公立医院医用材料成本管理质量,并提出若干可供参考的管理
本文简单介绍了木版水印的传统面貌与当代面貌,可见木版水印的社会功能已经从实用性转为审美价值。无论是内容、材料、技法还是画面中所传达的内涵与人文精神,木版水印在新时
<正>题记:评剧形成后不久,女演员兴起。上世纪30年代初期,当时的评剧观众仿照京剧公推四大名旦的形式,把对评剧剧种贡献显著、在各地影响广泛的四位女演员,誉之为评剧四大名
本文根据 Hoff 型夹层板的弯曲理论,采用应变能分项插值法导出了夹层板三角形单元的刚度矩阵。它可直接用以计算一般夹层板的变形和应力。
含有1.9-2.5%Re,0.4-0.6%Ti的键镍钛合金是一种具有很好综合性能的高弹性材料,属于时效硬化型合金,用于航空仪表中制造动压膜盒时,对材料的成型性能,机械、弹性性能,以及尺寸精度、
数字语音通信尤其是基于IP网络的语音通信的普及让人们对通信过程中的音质问题更加重视。本文在分析影响音质的各种因素的基础上,提出了一套包括发送端和接收端两侧的音质增强算法,涉及到实时的去混响,扬声器频响均衡以及动态范围压缩算法。并提出了一种改进的非侵入式语音质量评估算法对通信结点中的质量进行预测,从而保证音质增强算法能够根据应用场景进行参数调谐。首先,介绍数字语音通信系统的特性,论述了通信音质的影响
黑政办发[2018]52号各市(地)、县(市)人民政府(行署),省政府各直属单位:为贯彻落实《中共中央办公厅、国务院办公厅印发〈关于完善国家统一法律职业资格制度的意见〉的通知》