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深度殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高分辨率遙感圖像建筑物分割

摘要:針對高分辨率遙感圖像建筑物分割問題,提出一種Encoder-Decoder的深度學(xué)習(xí)框架,建立輸入圖像到分割結(jié)果之間的端對端的分割模型。其中Encoder以殘差網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),自動提取建筑物的特征;Decoder采用反卷積實現(xiàn)對特征圖的上采樣,從而完成對建筑物的分割;同時引入批量規(guī)范化處理,降低了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重訓(xùn)練過程中的梯度競爭,從而減小了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練難度。實驗表明:提出的建筑物分割算法能有效提取建筑物的塊狀特征和邊緣信息,降低復(fù)雜道路等干擾的影響,提升建筑物的分割精準度,算法對鄰近復(fù)雜道路的建筑物、規(guī)律性建筑物、單體復(fù)雜建筑物等3種典型建筑物的分割精度分別為:0.837、0.892和0.630;F值分別為:0.851、0.879和0.730。同時,多分辨率條件下的分割實驗結(jié)果表明,該算法對于一定范圍內(nèi)的多分辨率遙感圖像具有較好的泛化能力。

關(guān)鍵詞:
  • 高分辨率遙感圖像  
  • 建筑物分割  
  • 深度學(xué)習(xí)  
  • 殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)  
  • 批量規(guī)范化  
作者:
王宇; 楊藝; 王寶山; 王田; 卜旭輝; 王傳云
單位:
河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院; 河南焦作454000; 河南理工大學(xué)國土資源部野外科學(xué)觀測研究基地; 河南焦作454000; 河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院; 河南焦作454000; 北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院; 北京100191; 沈陽航空航天大學(xué)計算機學(xué)院; 遼寧沈陽110136
刊名:
遙感技術(shù)與應(yīng)用

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遙感技術(shù)與應(yīng)用雜志緊跟學(xué)術(shù)前沿,緊貼讀者,國內(nèi)刊號為:62-1099/TP。堅持指導(dǎo)性與實用性相結(jié)合的原則,創(chuàng)辦于1986年,雜志在全國同類期刊中發(fā)行數(shù)量名列前茅。