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基于注意力机制的遥感图像分割方法模型

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简介:
本研究提出了一种采用注意力机制的新型遥感图像分割模型,有效提升了复杂场景下的目标识别精度与分割质量。 针对遥感图像目标密集、尺度各异以及存在遮挡等问题,提出了一种基于注意力机制的分割模型来实现目标分割任务。该模型在深度图像分割的基础上进行了改进,在高低层特征融合之前引入了通道注意力机制对低层特征进行加权处理,以增强目标特征并抑制背景信息,从而提高信息融合效率。为了进一步提升模型对于目标特征的响应能力,在解码阶段采用了位置注意力机制来处理最后的特征图。最终将经过加权融合后的特征图上采样至原始图像大小,并预测每个像素所属类别。 在两个遥感道路数据集上的实验结果表明,该方法相较于其他相关模型具有显著优势,能够有效应用于复杂的遥感影像目标分割任务中,特别是在提取遥感影像中的道路信息方面表现出色。

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    本研究提出了一种采用注意力机制的新型遥感图像分割模型,有效提升了复杂场景下的目标识别精度与分割质量。 针对遥感图像目标密集、尺度各异以及存在遮挡等问题,提出了一种基于注意力机制的分割模型来实现目标分割任务。该模型在深度图像分割的基础上进行了改进,在高低层特征融合之前引入了通道注意力机制对低层特征进行加权处理,以增强目标特征并抑制背景信息,从而提高信息融合效率。为了进一步提升模型对于目标特征的响应能力,在解码阶段采用了位置注意力机制来处理最后的特征图。最终将经过加权融合后的特征图上采样至原始图像大小,并预测每个像素所属类别。 在两个遥感道路数据集上的实验结果表明,该方法相较于其他相关模型具有显著优势,能够有效应用于复杂的遥感影像目标分割任务中,特别是在提取遥感影像中的道路信息方面表现出色。
  • IDL密度
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    本研究提出了一种基于IDL编程环境的遥感影像密度分割技术,通过优化算法实现高精度的地物边界识别与分类,提高图像处理效率和质量。 用IDL编写的遥感影像密度分割批处理源码适用于大数据量的遥感影像处理。
  • 通道RGB-D语义网络
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    本研究提出了一种结合通道注意力机制的RGB-D图像语义分割网络,旨在提升深度和彩色信息融合效果,增强小目标识别精度。 针对RGB-D图像的语义分割问题,本段落提出了一种结合通道注意力机制的RefineNet网络。考虑到网络特征图中各个通道的重要性不同,将通道注意力机制分别引入基本RefineNet的编码器和解码器模块,以增强对重要特征的学习和关注;同时,使用focal loss函数替代传统的交叉熵损失函数来处理多类语义分割任务中的类别数量不平衡及难分样本问题。实验结果表明,在SUNRGBD和NYUv2数据集上,本段落网络在保持相近的参数量和计算量的同时,显著提高了分割精度,其mIOU分别达到45.7%和49.4%,优于最新的主流语义分割网络如Depth-aware、RDFNet 和Refinenet。
  • 阈值水体提取
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    本研究提出了一种基于阈值分割技术的高效遥感图像水体自动识别与提取的新方法,旨在提高复杂背景下的水体检测精度。 完整的程序和图片数据调用可以实现对遥感图像上水体的阈值分割提取。
  • Keras-DeepLab-V3-Plus-Master___语义_
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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。
  • 语义.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。
  • 小波变换和并行多源类设计源码
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    本项目设计了一种结合小波变换与并行注意力机制的方法,用于优化多源遥感图像的分类精度。提供相关源代码实现技术方案。 本项目为北京航空航天大学学报2023年发表的论文《基于小波变换与平行注意力的多源遥感图像分类》提供的源代码,总计包含56个文件,其中包括了31个Python编译文件(.pyc)、19个Python源代码文件(.py)、2个YAML配置文件(.yml),以及软件许可证、Markdown文档和PDF等其他类型的辅助性文件。该代码旨在实现高效的多源遥感图像分类技术,适用于遥感图像处理与分析领域的研究及应用。 论文的源码通过结合小波变换和平行注意力机制来提高多源遥感图像分类的准确性和效率。其中,Python编译文件(.pyc)是经过编译后的字节代码,可以加快程序运行速度;而YAML配置文件则用于存储和管理程序所需的各项设置信息。 在实际应用中,本项目所开发的技术可用于土地利用分类、环境监测及灾害预警等多种场景。例如,在城市规划与农业管理方面,通过遥感图像分析来识别不同类型的用地分布能够为决策提供重要依据;而在生态保护领域,则可以通过检测环境变化来进行持续性的监控和保护工作。 此外,源码的开源性质不仅促进了技术的进步与发展,还极大地推动了其在学术界及工业界的广泛应用。全球的研究人员与工程师可以基于此代码进行进一步改进或扩展研究,并共同推进遥感图像分类领域的技术创新。 随着云计算、边缘计算等新兴信息技术的发展应用,多源遥感图像处理技术也将迎来更广阔的应用前景和发展空间。因此,《基于小波变换和平行注意力的多源遥感图像分类》项目不仅在理论层面展示了创新性成果,在实际操作中也具备重要的实用价值和广泛的应用潜力。 总之,这套代码集成了先进的算法与编程实践,并且以模块化设计为特点,这使得它能够满足不同场景下的需求变化。随着相关技术的不断进步和完善,《基于小波变换和平行注意力机制》的技术方案有望在更多领域得到应用并发挥更大的作用。