基于深度学习的遥感图像语义分割方法研究

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shikongqidian
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遥感已被广泛的应用于各个领域,遥感影像解译是其中关键的一环,而传统解译方法因其分割精度低,效率低且泛化能力差,已成为进一步运用遥感的制约因素。近来虽然提供像素级分类的深度学习方法为图像分割提供了大量的模型,而遥感图像含有与生活场景图像不同的内容与频谱信息,所以为生活场景构建的深度神经网络模型并不能很好的运用于遥感图像。为了解决传统方法的问题并改善上述现状,本研究利用空洞卷积和密集连接设计了一种带孔DenseBlock,且结合DenseNet、U-Net、DenconvNet提出了一种改进U-Net的模型融合方法。基于此方法,本文提出了一个端到端的语义分割模型,且在Potsdam数据集上训练此模型并评估了这一方法。与U-Net相比,此模型在评价指标PA、mPA、mIoU上分别提高了约11.1%,14.0%,13.5%,其分割速度约为U-Net的1.18倍,而模型体积仅为U-Net的59.0%。此外,本研究还验证了全连接条件随机场进一步改善此模型分割结果的有效性与局限性。在与先进的语义分割模型的对比中,模型融合方法提高了系统的表现,此模型优越的性能已在当前处于领先水平。实验结果表明用带孔DenseBlock来提取初级特征并减少网络层数是一种适用于遥感图像分割并具有优越性的U-Net改进方法。这些表明利用模型融合是探索深度学习模型来解决特定场景下分类任务的出色方式。
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  本研究为高效精确解译遥感影像提供了新的人工神经网络模型,丰富了开发深度学习模型的思路,为农业遥感图像基于深度学习解决方案的语义分割提供了参考。
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