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代码二用于遥感图像的语义分割,采用MATLAB实现。

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简介:
该代码库提供用于处理两个公开航空图像数据集的遥感图像语义分割解决方案。为了能够有效地训练和评估所提出的网络模型,需要从这些数据集中提取相应的训练、验证和测试样本。随后,这些提取的样本必须被保存至文件中,以确保在训练过程中能够快速地访问所需数据。以下部分详细阐述了生成这些样本的具体步骤。之后,在准备好HDF5文件后,可以按照提供的说明继续对建议的网络进行培训。最终,完成培训过程后,可以使用提供的指导将训练好的网络部署到测试区域。请注意,为了保证最佳性能,建议您使用配备NVIDIAGPU的Linux计算机,这能够显著加快培训速度。生成用于培训、验证和测试的网络所需的样本,并将其存储在文件中,以便在训练期间能够便捷地读取。用于创建数据集文件的代码均采用MATLAB编写,并为每个数据集提供了相应的实现。具体而言,1.1部分介绍了使用MATLAB在奥斯汀、芝加哥、基萨普县、西蒂罗尔和维也纳这五个城市生成的训练和验证样本。每个城市都包含36张分辨率为5000×5000像素的图像数据,这些图像以30厘米的分辨率覆盖了1500m×1500m的区域。

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客服
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    本项目提供一套用于处理遥感图像的语义分割代码,旨在精准识别与分类图像中的各类地物要素。通过深度学习技术优化,实现高精度的地表覆盖信息提取。 本段落讨论了基于深度学习的影像语义分割算法的具体实现方法,并涵盖了常用的Unet、SEGNET等模型。这些模型在Keras框架下进行开发和应用。
  • MATLAB-SemanticSegmentation提取
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    本项目利用MATLAB与SemanticSegmentation工具箱,针对遥感图像进行高效准确的语义分割研究,旨在开发自动化代码以优化目标识别和分类。 二摘代码MATLAB遥感图像的语义分割存储库包含用于处理两个公开可用航空图像上语义分割问题的代码:为了训练和测试所提议的方法,需要从这些数据集中提取训练、验证和测试样本,并将它们保存在文件中以加快访问速度。以下部分提供了生成所需样本的具体步骤: 接下来,在准备好HDF5文件之后,可以按照提供的说明继续对建议网络进行培训。 最后,在完成所有培训后,可以根据给出的指示使用受训模型部署到新的测试区域上。 前提条件:推荐使用装有Linux系统的计算机,并且强烈建议配备NVIDIAGPU以加快训练速度。 1. 生成用于训练、验证和测试的数据样本 应当为网络的训练、验证或测试准备数据样本并将其保存在文件中,以便于快速读取。 用于创建这些数据集文件的代码是用MATLAB编写的,并且每个数据集中都提供了相应的代码。 1.1 训练与验证(INRIA 数据集) 使用MATLAB生成了奥斯汀、芝加哥、基萨普县、西蒂罗尔和维也纳五个城市的训练及验证样本。每一个城市包括36张大小为5000×5000像素的图像,这些图像是以30cm分辨率拍摄并覆盖1500m×1500m区域的航空影像。
  • Keras-DeepLab-V3-Plus-Master____
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    本项目基于Keras实现DeepLabv3+模型,专为遥感图像语义分割设计。通过深度学习技术对遥感图像进行精确的像素级分类与分割,提升图像理解能力。 DeepLab-v3-plus网络结构可以用于实现语义分割任务,适用于普通影像或遥感影像的处理。
  • .pdf
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    本文探讨了利用深度学习技术对遥感图像进行语义分割的方法与应用,旨在提升地物分类和识别精度。 遥感图像语义分割是利用计算机视觉和图像处理技术对遥感图像中的每个像素或区域进行自动分类,并将其划分为具有特定地物类型的多个区域(如水体、植被、建筑物等)。这项技术在环境监测、城市规划、农业管理和灾害评估等领域中有着广泛的应用价值。随着深度学习,特别是卷积神经网络的发展,遥感图像语义分割的精度和效率显著提高。 ### 一、基本概念 遥感图像语义分割是一种将每张遥感图片中的像素自动分配到预定义地物类别的技术(例如水体、植被、建筑物等)。这项技术在环境监测、城市规划、农业管理和灾害评估等多个领域具有重要应用价值。随着深度学习,尤其是卷积神经网络的发展,遥感图像语义分割的精度和效率显著提高。 ### 二、关键技术 #### 1. 编码器-解码器结构 编码器-解码器架构是目前最常用的模型之一: - **编码器**:通过一系列卷积操作对输入图像进行降维并提取特征表示,通常伴随着下采样以降低计算复杂度。 - **解码器**:将这些特征映射回原始分辨率生成像素级预测结果。这一步涉及上采样来恢复特征图的尺寸。 这种结构的优点在于能够在保持高精度的同时减少所需的计算资源。 #### 2. 多尺度和特征融合策略 由于遥感图像中的地物信息可能在不同尺度中体现,因此采用多尺度分析的方法非常重要: - **ASPP(Atrous Spatial Pyramid Pooling)**:通过空洞卷积和不同大小的接收域有效捕获多尺度信息。DeepLab系列模型就是利用这种模块来提高分割性能的例子。 - **Pyramid Pooling Module (PSP)**:在多个尺度上执行平均池化,然后将这些结果上采样并拼接在一起以获得更丰富的上下文信息。 #### 3. 关系建模方法 除了特征提取之外,了解特征之间的相互关系也很重要: - **Non-local Networks**:通过计算每个位置的特征与其他所有位置的关系来增强表示。 - **Self-Attention Mechanism**:利用注意力权重确定输入数据中哪些部分更重要,从而实现对关键信息的有效关注。 #### 4. 新兴技术 随着深度学习的发展,一些新的技术和方法也被引入到遥感图像语义分割领域: - **Segment Anything Model (SAM)**:这是一种最新的分割技术,能够精确地划分出图像中的任意区域。这种模型具有很强的灵活性和适应性,在处理复杂图像方面展现出巨大潜力。 #### 5. 基于 SSM 的遥感图像语义分割 一种基于状态空间模型(State Space Model, SSM)的框架被提出用于提高遥感图像语义分割的效果,例如Samba。该框架结合了编码器-解码器架构的优点,并通过特定块来有效提取多级语义信息。 ### 三、应用领域 遥感图像语义分割在环境监测(如森林覆盖和水体污染)、城市规划决策支持(如交通规划)以及农业管理中的作物生长状况评估等方面都展现出了巨大潜力。此外,它还能够帮助快速评估自然灾害后的受损情况。 ### 四、未来发展趋势 随着深度学习技术的进步及计算能力的提升,遥感图像语义分割领域将会出现更多创新性的方法和技术。未来的趋势可能包括但不限于更加高效的模型架构和算法、更大规模的数据集处理以及跨领域的集成应用等方向发展。
  • MATLAB——水岭算法.docx
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    本文档探讨了如何利用MATLAB软件平台实施分水岭算法进行高效的遥感图像分割,旨在提供一种准确、便捷的数据处理方法。 ### 实验要求 完成实验并提交实验报告。 ### 实验内容 在Matlab中使用分水岭算法对图像进行分割处理。 ### 实验原理 分水岭变换的思想来源于地形学,它将图像视为覆盖着水面的自然地貌,其中每个像素点的灰度值代表海拔高度。局部极小值及其影响区域被称为集水盆(即积水区),而这些盆地之间的边界则称为分水岭。 在图像分割中,分水岭算法是一种基于形态学的方法,它将原始图变换为标记图像,在这种图像上同一集水盆中的点被赋予相同的标识。特殊类型的标识用于表示位于分水岭上的点。该方法不仅能够实现有效的图像分割,还能避免过度分割的问题。 传统的遥感影像分类方法通常忽略了空间结构信息,导致精度不高。随着IKONOS、SPOT5等高分辨率卫星的广泛应用,景观纹理特征变得更加显著,因此提取这些特征已成为提高分类精度的关键手段之一。常用的纹理分析技术包括自相关函数分析法、行程长度分布分析法、灰度共生矩阵方法以及傅立叶频谱和小波变换方法。 ### 分水岭算法在遥感图像中的应用 分水岭算法是一种基于形态学的分割方式,它将图像视为地形地貌,并通过模拟水流过程来实现对不同区域的划分。该技术能够有效处理复杂背景下的目标识别问题,在高分辨率遥感影像中尤为重要。 #### 实验步骤 1. **预处理**:首先需要将彩色图转换为灰度图以简化计算,这可以通过使用`rgb2gray`函数完成。 2. **直接应用分水岭变换**:利用Matlab中的`watershed`函数对图像进行分割。然而,这种方法可能导致过度划分的问题(例如花坛、广场等被过分切割)。 3. **改进的分水岭算法**: - 为了减少过度分割现象,需要增强对比度; - 使用特定形状结构元素(如圆形盘状结构),然后应用顶帽变换和底帽变换来改善图像特征; - 结合`imsubtract`与`imadd`函数处理上述结果以增加物体与背景的差异性; - 通过反相操作增强谷点,接着用到`imextendedmin`及 `imimposemin`检测并标记这些关键位置。 这样可以实现更加精确和细致化的图像分割效果。在实验过程中,请确保使用适当的Matlab版本(如7.0)以及兼容的操作系统环境进行开发工作,并且详细记录整个过程、结果分析等内容以完成最终报告的编写。 分水岭算法是遥感影像处理领域中的强大工具,借助于Matlab平台的应用可以有效地提升图像信息提取和解析能力。掌握这一技术对于提高遥感数据应用效果具有重要意义。
  • PyQt5户界面
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    本项目开发了一款基于PyQt5框架的图形用户界面软件,专门用于遥感影像的语义分割任务。该工具旨在简化和优化图像处理流程,使非专业用户也能高效进行遥感数据分析与应用。 已内置道路、水体、建筑物、多分类等多个模型的基于PYQT5的遥感影像语义分割GUI。
  • keras-deeplab-v3-plus-master__深度学习___.zi
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    本项目基于Keras实现DeepLabv3+模型,专注于遥感影像的语义分割任务。通过改进和优化,提高了在复杂场景下的分割精度与效率。 《Keras Deeplab-v3+在遥感图像语义分割中的应用》 Deeplab-v3+是一种基于深度学习的语义分割模型,由谷歌的研究人员开发,在计算机视觉领域特别是遥感图像处理中表现出色。项目“keras-deeplab-v3-plus-master”是该模型的Keras实现版本,专为遥感图像中的语义分割任务设计。 Deeplab-v3+的核心在于改进后的空洞卷积(Atrous Convolution)和多尺度信息融合策略。这种技术使模型能够在不增加计算量的情况下扩大感受野,并能捕捉到更广泛的上下文信息,在处理复杂场景时显得尤为重要。此外,该模型采用了Encoder-Decoder结构,通过上采样和跳跃连接恢复细节信息,解决了语义分割中精细化边界的问题。 遥感图像的语义分割任务是指将每个像素分类为特定类别(如建筑物、道路、水体等),这是遥感数据分析的关键步骤之一。Keras作为Python库提供了一种高效且灵活的方式来构建深度学习模型,使Deeplab-v3+能够轻松应用于遥感图像处理。 项目“keras-deeplab-v3-plus-master”可能包括以下组件: 1. **模型代码**:实现Deeplab-v3+的网络结构和训练过程。 2. **数据预处理脚本**:用于对遥感图像进行裁剪、归一化等操作,以确保其符合Deeplab-v3+的要求。 3. **训练脚本**:包含模型参数设置、优化器选择、损失函数定义等内容的Python代码文件。 4. **评估与可视化工具**:用以分析和展示模型性能的数据处理及结果呈现程序。 5. **预训练模型**:可能提供经过预先训练的Deeplab-v3+版本,可以直接用于预测或微调。 使用此项目时,用户需要准备遥感图像数据集,并根据Deeplab-v3+的要求进行标注。接下来调整训练脚本中的参数(如学习率、批次大小等),然后开始模型训练过程。完成训练后,可以利用该模型对新的遥感图像执行预测任务并生成像素级别的分类结果。 在城市规划、环境监测和灾害评估等领域中,遥感语义分割技术具有广泛的应用前景。例如通过Deeplab-v3+处理卫星影像可迅速准确地获取地面覆盖信息,并为决策者提供科学依据以制定相关政策。 总的来说,“keras-deeplab-v3-plus-master”项目提供了完整的解决方案来执行基于深度学习的遥感图像语义分割任务,结合Keras的强大功能与Deeplab-v3+先进模型设计的优势,在推动相关研究和应用方面具有显著价值。通过深入理解并利用这个平台,开发者能够进一步探索更高级别的遥感数据分析技术,并为该领域的进步做出贡献。
  • Unet-for-remote-sensing-images:
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    Unet-for-remote-sensing-images 是一种基于U型网络架构设计的深度学习模型,专为遥感图像中的精细语义分割任务而优化。此项目旨在提升对大尺度地理数据的理解与分析能力。 Unet-of-remote-sensing-image用于高分辨率遥感卫星的地物识别任务,涵盖15种地物类型,包括各种农作物、工业用地、河流、水源以及建筑物等。该模型采用改进的U型网络结构进行语义分割,并生成各个地物类型的场景分割图像。与官方论文中的Unet结构有所不同的是,在输出通道数量和上采样层后的通道数量方面进行了调整,并在每个卷积层后面添加了BatchNormalization层,这使得识别准确率有所提升。最终经过微调后,15类地物的分割准确率达到82%。 训练数据主要采用Landsat多光谱图像,并根据美国官方提供的标签制作卫星图像的真实标注结果(groundTruth),共收集到超过23000张尺寸为224×224像素的训练图片。