基于改进DeepLabv3+孪生网络的遥感影像变化检测方法

作     者：赵祥 王涛 张艳 郑迎辉 张昆 王龙辉 ZHAO Xiang;WANG Tao;ZHANG Yan;ZHENG Yinghui;ZHANG Kun;WANG Longhui

作者机构：信息工程大学郑州450001 

基　　金：装备技术基础科研项目(192WJ22007) 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2022年第24卷第8期

页      码：1604-1616页

摘      要：传统遥感影像变化检测方法依赖人工构建特征,算法设计复杂且精度不高;而将2幅不同时相影像叠加后输入神经网络的遥感影像变化检测方法会造成不同时相的特征相互影响,难以保持原始影像的高维特征,且模型鲁棒性较差。因此,本文提出一种基于改进DeepLabv3+孪生网络的遥感影像变化检测方法,以经典DeepLabv3+网络的编解码结构为基础对网络进行改进:(1)在编码阶段利用共享权值的孪生网络提取特征,通过2个输入端分别接收2幅遥感影像,以保留不同时相影像的高维特征;(2)在特征融合中用密集空洞空间金字塔池化模型代替空洞空间金字塔池化模型,通过密集连接的方式结合每个空洞卷积的输出,以提高对不同尺度目标分割的精度;(3)在解码阶段中针对不同层级特征图信息差异较大,难以融合的问题,引入基于注意力机制的特征对齐模型,引导不同层级的特征对齐并强化学习重要特征,以提升模型的鲁棒性。应用开源数据集CDD验证本文方法的有效性,并与UNet-EF、FC-Siam-conc、Siam-DeepLabv3+和N-Siam-DeepLabv3+网络对比试验。试验结果表明,本文方法在精确率、召回率、F1值和总体精度上达到87.3%、90.2%、88.4%、96.4%,均高于UNet-EF、FC-Siamconc、Siam-DeepLabv3+网络和N-Siam-DeepLabv3+网络,检测结果较为完整,对边界的检测也更为平滑,且对尺度变化具有更高的鲁棒性。

主 题 词：变化检测 孪生网络 DeepLabv3+ DenseASPP 特征对齐 ASPP 注意力机制 深度学习 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 081002[081002] 

核心收录：

D　O　I：10.12082/dqxxkx.2022.220029

馆 藏 号：203113435...