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基金项目:国家自然科学基金项目(61302170)。
作者简介:窦方正(1990—),博士研究生,主研方向:计算机视觉与遥感图像处理;孙汉昌,博士,副研究员;孙显,博士,副研
究员;刁文辉,博士,助理研究员;付琨,博士,研究员。
收稿日期: 修回日期: E-mail:doufangzheng@126.com
基于
DBN
和对象融合的遥感图像变化检测方法
窦方正
PPPP
1,2
PPPP
,孙汉昌
PPPP
3
PPPP
,孙 显
PPPP
1
PPPP
,刁文辉
PPPP
1
PPPP
,付琨
PPPP
1
PPPP
(1. 中国科学院电子学研究所,北京 100190;2. 中国科学院大学,北京 100190;3. 北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094)
摘 要:针对现有高分辨率遥感图像变化检测方法的不足,本文提出了一种基于深度置信网络和对象融合的变化检测方法。针对传
统方法对于遥感图像中上下文信息利用不充分的问题,提出一种用于像素分类的多尺度图像特征学习方法,同时利用限制玻尔兹曼
机实现非监督的特征学习,较好地解决了图像特征提取的问题;为了降低高分辨率遥感图像局部噪声对检测结果的影响,提出一种
面向对象的结果融合方法,该方法利用面向对象的分割结果对深度置信网络的检测结果进行融合。本文在 QuickBird 数据集上的实验
结果表明该方法能显著改善变化检测的结果,提高检测准确率。
关键词:变化检测;遥感图像;深度置信网络;对象融合;多尺度特征
Change Detection in Remote Sensing Images Based on Deep Belief
Networks and Object Fusion
DOU Fang-zheng
PPPP
1,2
PPPP
, SUN Han-chang
PPPP
3
PPPP
, SUN Xian
PPPP
1
PPP
, DIAO Wen-hui
PPPP
1
PPPP
, FU Kun
PPPP
1
PPPP
(1. Institute of Electronic, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
3. Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology, Beijing 100094, China)
【Abstract】To address the issue in existing methods of change detection for high resolution remote sensing images, a novel method based on
deep belief networks (DBN) and object fusion is proposed in this paper. Specifically, a multiscale feature learning method is proposed to
address the issue of underutilization of context information in remote sensing images. The restricted Boltzmann machine is applied in
unsupervised feature learning process to overcome the difficulties of feature extraction. To eliminate the influence of the local noises in change
detection, a fusion method is proposed. The classification outputs of DBN are fused according to the results of object segmentation.
Experiments are conducted on the dataset acquired by QuickBird, the results show that the proposed method can improve the detection result
significantly and increase the accuracies.
【Key words】change detection; remote sensing images; deep belief networks; object fusion; multiscale features
DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.20 .0 .001
1
概述
图像变化检测是指通过对同一区域或目标的不同时间
观测图像进行处理和分析,来确定目标变化情况的过程。
遥感图像因其覆盖地域大的特点而在被广泛应用于地物目
标的变化检测。遥感图像的变化检测在民用和军用领域具
有广泛的应用,如城市规划、灾害预测和战场情报分析等,
因此开展遥感图像变化检测方法的研究具有重要的应用价
值。
随着遥感观测技术的快速发展和成像分辨率的提高,
单位地表面积的遥感图像所承载的信息不断增加。在高分
辨率遥感影像中,目标细节信息更加丰富,这些目标本身
的颜色和纹理变化较为复杂,且背景地物有时会呈现出与
目标相似的颜色纹理特征,因此单纯利用图像中的颜色、
纹理、局部边缘等低层特征难以取得理想的变化检测结果。
为此,科研人员逐步开始如何分析和提取高级的图像特征
以及如何改善分类器性能,以提高算法在海量高分辨率遥
感图像数据下的鲁棒性。文献
PPPP
[1]
PPPP
针对高斯过程分类器在变
化检测中的不足,提出了基于空间上下文相关的高斯过程
变化检测方法。文献
PPPP
[2]
PPP
提出了一种融合多种特征的变化检
··
文
号:1000-3428
20
0 -0000-00 文献标识码:
中图分
号:
计 算 机 工 程
Computer Engineering
第 卷 第 期
Vol. No.
20 年 月
20
网络出版时间:2017-05-02 15:33:08
网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/31.1289.TP.20170502.1533.014.html