• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      基于多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)的云和云陰影檢測試驗

      2021-12-14 07:05:48楊昌軍張秀再張晨馮絢劉瑞霞
      大氣科學 2021年6期
      關(guān)鍵詞:陰影尺度卷積

      楊昌軍 張秀再 張晨 馮絢 劉瑞霞

      1 中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心/中國遙感衛(wèi)星輻射測量和定標重點開放實驗室,北京 100081

      2 南京信息工程大學江蘇省大氣環(huán)境與裝備技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,南京 210044

      3 南京信息工程大學電子與信息工程學院,南京 210044

      4 中國科學院空間應用工程與技術(shù)中心,北京 100094

      1 引言

      近年來,隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展,各類遙感衛(wèi)星影像所包含的信息越來越豐富,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自然災害預測、軍事科技、地理測繪、水利交通等領(lǐng)域應用得越來越廣泛。其中,衛(wèi)星遙感資料的定量應用離不開云檢測(Irish et al., 2006; He et al.,2009; Angel et al., 2016)。光學遙感圖像中,由于云和云陰影(簡稱“云影”)的光譜范圍(包括藍、綠、紅、近紅外波段)有限,云影檢測也是光學遙感圖像中定量應用的難點之一(Zhu and Helmer,2018)。

      早期的云檢測方法主要是基于像元光譜特征,結(jié)合閾值(Cihlar and Howarth et al., 1994; 楊昌軍等,2008;Oreopoulos et al., 2011; van Zyl Marais et al., 2011; Goodwin et al., 2013; Shao et al., 2017;王權(quán)等,2018)來確定云像元。像元的各種光譜特征通常是通過大量的人工樣本分析得到;基于閾值的云檢測方法通常只利用低層次的光譜信息,且對下墊面和云覆蓋范圍具有較強的敏感性,忽略了較多高層次的空間信息,易產(chǎn)生誤檢(Ozkan et al.,2018);光學遙感圖像中,光譜特征與其他低反照率地物的相重疊(Braaten et al., 2015),利用光譜特征也很難將云與一些高反照率地物(如雪、白色建筑物)區(qū)分開來(Fisher, 2014)。這些因素最終決定了光學遙感圖像中云檢測工作的復雜性和艱巨性。

      大數(shù)據(jù)及機器學習技術(shù)的出現(xiàn),大大節(jié)省了勞動成本,讓云檢測這種復雜性的工作由計算機來實現(xiàn)成為了可能,于是基于機器學習的云檢測方法研究越來越多(Tan et al., 2016)。不過,這些基于機器學習的方法,一般依賴于人工樣本特征和簡單分類器,且語義級別信息(顏色、形狀、概念等)利用較少(Xu et al., 2013; Li et al., 2015; Hu et al.,2015)。隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在諸多領(lǐng)域的迅速發(fā)展,其強大的分割能力得到了廣泛認可,基于深度學習的云檢測方法也引起了人們的關(guān)注。深度學習方法中輸入的不同層次特征圖代表不同的語義信息。低層次的特征圖能代表低層語義信息(含有更多的顏色、紋理和形狀等細節(jié)),分辨率高,幾何細節(jié)信息的表征能力強,能提高語義分割質(zhì)量,但是語義信息的表征能力弱,網(wǎng)絡(luò)的感受野較小,適合小尺度目標的學習;高層次的特征圖代表高層語義信息(如概念等信息),分辨率低,幾何信息的表征能力弱(空間幾何特征細節(jié)缺乏),但網(wǎng)絡(luò)感受野較大,能光滑分割結(jié)果,適合對大尺度目標進行深入學習(Liu et al., 2016)。因此,多尺度(層次)特征圖的融合成為必然,這也為基于深度學習的云檢測工作指出了前進方向。

      目前,多尺度特征圖融合已有很多:Shi et al.(2016)將超像素分割應用于云檢測;Wu and Shi(2018)利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中獲取云概率圖,再通過復合圖像濾波技術(shù)得到細化的高分一號云掩模;Mohajerani and Krammer(2018)使用了全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FCN)方法進行云檢測等等。對于光學圖像中的云影檢測,Chai et al.(2019)使用一種自適應的SegNet 方法來檢測Landsat 圖像中的云影,Xu et al.(2019)使用深度殘差網(wǎng)絡(luò)對遙感圖像中的云影進行檢測。遺憾的是,上述云影影檢測方法云細節(jié)丟失較為嚴重,且在云陰影邊界的精細檢測方面存在較大難度。這種細節(jié)丟失現(xiàn)象表明低層特征信息未得到充分利用,也說明基于深度學習的云檢測技術(shù)中,高層和低層語義信息融合仍有不足。

      針對這一問題,本研究基于多尺度融合技術(shù),利用殘差模塊(Res.block)、多尺度卷積(Multiscale Convolution Module,MCM)模塊和多尺度特征模塊(Multi-scale Feature Module,MFM)構(gòu)建多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)(Multi-scale Feature Fusion Network,MFFN)模型的云檢測方法,實現(xiàn)遙感影像中云影的高精度檢測,并獲取其精細邊緣。同時,本工作可為深度學習技術(shù)應用于衛(wèi)星云圖的業(yè)務(wù)云檢測提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

      2 原理與方法

      本文提出的多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)由殘差模塊、多尺度卷積模塊、多尺度特征模塊等構(gòu)成。以下分別介紹殘差模塊、多尺度卷積模塊、多尺度特征模塊及整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理。

      2.1 殘差模塊

      殘差模塊是構(gòu)建編碼器的重要組成部分,如圖1 所示,在3×3 的卷積(Conv)前后各增加一個1×1 的卷積。該模塊工作原理為:輸入信息分別經(jīng)過連續(xù)的3 個卷積(即圖1 中Conv 系列模塊)與跳躍連接(圖1 中左側(cè)實線)流程后,再進行相加融合(Sum Fusion),然后使用leaky_ReLU 激活函數(shù)并輸出信息。相對于使用兩個連續(xù)的3×3卷積的常規(guī)Res.block 模塊,該模塊可有效減少網(wǎng)絡(luò)參數(shù),加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度,并能抑制隨著網(wǎng)絡(luò)深度的加深出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。

      圖1 多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)的殘差模塊示意圖Fig. 1 Diagram of the Res.block (residual block) module in the MFFN(multiscale feature fusion network). Conv. 1*1 and Conv. 3*3 denote a 1×1 convolution and 3×3 convolution, respectively, and leaky_ReLU is the activation function

      2.2 多尺度卷積(MCM)模塊

      如圖2 所示,該模塊(共四層),包含三個擴張卷積,卷積核大小分別為1×1、3×3、5×5,擴張卷積可以增大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的感受野,擴張卷積的卷積核計算公式定義為

      圖2 多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)的多尺度卷積模塊示意圖Fig. 2 Diagram of the MCM (multiscale convolution module) in the MFFN. Conv. 5*5 denotes a 5×5 convolution

      式中,K為空洞卷積核尺寸,r為擴張率,k為原始卷積核尺寸。三個卷積使用的擴張率分別為1、2、4,將三個卷積提取的特征進行特征融合(Concat)。該模型將編碼器提取的信息(圖2 中自上而下第一層)通過不同的卷積核(第二層)得到不同的采樣特征圖(第三層),之后進行特征融合(Concat)。通過使用三個不同的卷積核提取特征,與沒有多尺度卷積模塊的Resunet 算法相比,獲得了更加豐富的空間信息與語義信息,可使得分割結(jié)果邊界更加精細。

      2.3 多尺度特征(MFM)模塊

      本模塊類似于金字塔池化(Pooling)模型PPM(Zhao et al., 2017),其功能是提取圖像的多尺度特征,處理檢測過程中的尺度變化問題,提高細節(jié)檢測的魯棒性。如圖3 所示,該模塊通過四個并聯(lián)的平均池化進行下采樣,獲得的大小分別為8×8、6×6、2×2 和1×1 的特征圖(圖3 中左列實心長方體為其示意圖),之后通過雙線性插值的方法將池化后的特征圖上采樣(Up)為相同的大小的特征圖(圖3 中間4 個等大小的長方體為其示意圖),之后進行特征融合(Concat),進而實現(xiàn)多尺度特征融合的功能。

      圖3 多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)的多尺度特征模塊示意圖Fig. 3 Diagram of the MFM (Multiscale feature module) in the MFFN. Up denotes upsample operation, and Concat denotes feature concatenate

      2.4 多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)

      該網(wǎng)絡(luò)總體框架如圖4 所示。本網(wǎng)絡(luò)主要由編碼器(由四個殘差模塊結(jié)合池化組成)、四個多尺度卷積模塊、一個多尺度特征模塊和解碼器(含4個特征融合模塊、卷積模塊及上采樣過程)等組成。網(wǎng)絡(luò)的輸入為256×256×N(前兩個數(shù)為數(shù)據(jù)的維度,N為數(shù)據(jù)的通道數(shù),如RGB 圖像中N為3)的Landsat8 遙感影像。網(wǎng)絡(luò)中使用的池化步長為2、濾波器大小為2 的平均池化。編碼器的最后一層輸入MFM 模塊,將經(jīng)過MFM 內(nèi)的四個下采樣特征再分別通過1×1 的卷積進行降維到輸入MFM 時的1/4,之后通過雙線性插值的方法進行上采樣,使得四個特征映射圖大小相同,之后將最后一個Res.block 模塊的輸出與MFM 模塊的輸出特征圖進行特征融合,以此獲得多尺度上下文信息。每個Res.block 模塊的輸出經(jīng)過一個MCM 模塊以獲得多尺度卷積后的特征,可使云與云陰影邊界信息提取的更加完整。MCM 模塊輸出端直接連接解碼器。解碼器模塊獲得的特征圖通過雙線性插值進行上采樣后再通過一個1×1 的卷積進行降維,之后與MCM 模塊的輸出特征進行特征融合。最后將解碼器各層的輸出通過豐富的跳躍連接進行特征融合,融合后的特征最后輸入分類器進行分類??蓪崿F(xiàn)端到端、像素到像素的語義分割功能,即輸入數(shù)據(jù)與輸出特征圖大小相同,實現(xiàn)將影像中的每個像元分別分為云像元、云陰影像元和晴空像元。

      圖4 多尺度特征融合分割網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig. 4 Diagram of the MFFN. Pooling denotes reducing the size of the feature map

      由于本算法需要解決的是多分類問題,所以在判斷每個像元類分布的概率值時使用歸一化指數(shù)函數(shù)Softmax 函數(shù),并利用Softmax 函數(shù)計算損失(loss)值,損失函數(shù)J(θ)定義為

      其中,yi為類別標簽,有K個不同取值,將遙感圖像分割成云、云陰影以及晴空屬于三分類問題,所以此處K=3,hi為輸入圖像像素觀測向量H={h1,h2,h3···hm}中的元素, θ為模型參數(shù),m為圖像的像素數(shù),1 {}為顯性函數(shù)。

      3 試驗與評價

      3.1 數(shù)據(jù)來源

      試驗中使用的數(shù)據(jù)為Landsat8 SPARCS 遙感衛(wèi)星影像(Hughes and Hayes, 2014)數(shù)據(jù)集,并以其網(wǎng)站提供的云檢測標簽(含云、云陰影及晴空三類)數(shù)據(jù)作為絕對標準數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)包含信息有限,首先對數(shù)據(jù)進行增強,包括裁剪、旋轉(zhuǎn)等方式,如圖5 所示。將增強后的Landsat8 遙感數(shù)據(jù)裁剪為大小256×256 的圖像塊,共6800 張,其中隨機選取6000 張作為訓練集,800 張作為測試集。訓練樣集數(shù)據(jù)的多少決定于試驗中收斂參數(shù)的設(shè)定(見3.2 節(jié)試驗參數(shù)設(shè)置)。在制作標簽圖像的過程中,標簽圖像要與訓練數(shù)據(jù)做相同的旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)等操作,以實現(xiàn)對每個像元進行監(jiān)督訓練,分別用灰度值0、128 和255 代表晴空像元、云陰影像元和云像元,即三分類對應的三種標簽。試驗中使用的圖像塊與其對應的標簽如圖6 所示。從圖6 中可看出圖像塊中的每個像元都有其對應的標簽,標簽的準確與否影響著網(wǎng)絡(luò)是否能有效地提取信息。

      圖5 Landsat8 SPARCS 遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的增強操作:(a)RGB 三通道合成、(b)垂直旋轉(zhuǎn)、(c)水平旋轉(zhuǎn)、(d)水平并垂直旋轉(zhuǎn)Fig. 5 Data augmentation operations of the Landsat8 SPARCS remote sensing satellite image experimental data: (a) RGB tri-channel composite image, (b) vertical flip, (c) horizontal flip, (d) horizontal and vertical flip

      圖6 Landsat8 SPARCS 遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)示例:(a)RGB 三通道合成、(b)真值。圖b 中白色、灰色、黑色分別表示云、云陰影、晴空Fig. 6 Examples of the Landsat8 SPARCS remote sensing satellite image data: (a) RGB tri-channel composite image, (b) the truth. In Fig. b, white,gray, and black denote cloud, cloud shadow, and clear sky, respectively

      3.2 試驗環(huán)境

      試驗軟件環(huán)境采用的是深度學習框架Keras,編程語言為Python。硬件環(huán)境為處理器Intel i7 8700,內(nèi)存為32G,圖像處理器(GPU)為GeForce GTX 1080,顯存為8G 的PC 機(personal computer)。

      3.3 試驗參數(shù)設(shè)置

      輸入數(shù)據(jù)為3 通道合成云圖,學習率為0.0001,批量大小為8,設(shè)置動量大小 β1=0.9 和 β2=0.999 對學習率進行衰減以防止出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象,每迭代10 個完整訓練(epoch)學習率減小為原來的十分之一,最小學習率設(shè)置為0.0000001。當代價函數(shù)損失收斂、趨于平穩(wěn)且訓練集與驗證集的各項指標(準確率、平均交并比)取得最高值時,經(jīng)過5個epoch 保存最優(yōu)模型并自動停止訓練,共迭代50 個epoch。

      3.4 參照試驗

      為了說明本文構(gòu)建的多尺度特征融合算法的有效性,本文選擇兩種基于機器學習的云檢測方法作為參照進行試驗。它們分別是:基于傳統(tǒng)無監(jiān)督學習的“K均值聚類”(也稱“K-means”)(張建萍和劉希玉,2007)云檢測方法和基于殘差學習U 型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱ResU-Net 或Resunet)(梁舒,2018)的云檢測方法。其中K-means 算法具有良好的穩(wěn)定性,可亂序處理數(shù)據(jù),避免亂序帶來的問題,并獲得較好效果,是一種經(jīng)典的聚類算法;Resunet 算法檢測精度高、誤檢率較低,在薄云及碎云的場景中有著優(yōu)于U-Net 的表現(xiàn)。將上述兩種算法與本文提出的MFFN 算法作對比試驗,具有重要的意義。

      3.5 結(jié)果評價

      3.5.1 評價指標

      本試驗采用5 個目前AI 識別技術(shù)常用的指標,定量評價云檢測方法的有效性。它們分別是精確率PPre、召回率RRec、準確率AAcc、調(diào)和均值F1score以及平均交并比MIoU,其定義表達式分別為

      其中,CCC是正確檢測為云像元的個數(shù),CCN是云像元誤檢測為非云像元的個數(shù),CNC是非云像元誤檢測為云像元的個數(shù),CNN是正確檢測為非云像元的個數(shù)。在計算云各項指標時,將云陰影像元劃分為晴空像元;在計算云陰影的各項指標時,將云像元劃分為晴空像元。

      3.5.2 定性評價

      圖7 為本文算法、K-means 算法、Resunet 算法對Landsat8 遙感影像數(shù)據(jù)集云和云陰影檢測視覺對比(碎云),原圖中有較多的積云伴隨著云陰影,形狀無規(guī)則,易對檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾。由圖7可看出,K-means 算法云漏檢較多,且云與云陰影邊緣檢測不夠精細,在對云陰影的檢測過程中細節(jié)丟失較為嚴重;Resunet 算法云陰影存在部分細節(jié)丟失;本文算法能有效地檢測云及云陰影,在對云與云陰影邊緣檢測結(jié)果較為精細,不易受下墊面的干擾,且對細小的云區(qū)也能夠取得較好的檢測結(jié)果,最終的誤檢率較低。由于本算法可提取更多有效特征,從而在視覺檢測結(jié)果上更接近真實值。

      圖7 云和云陰影檢測視覺對比(碎云):(a)RGB 三通道合成;(b)K-means 檢測結(jié)果;(c)Resunet 檢測結(jié)果;(d)多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)檢測結(jié)果;(e)云和云陰影真實結(jié)果Fig. 7 Visual comparison of cloud and cloud shadow detection (the small piece of cloud): (a) RGB tri-channel composite image; (b) K-means detection result; (c) resunet detection result; (d) MFFN detection result; (e) cloud and cloud shadow truth result

      圖8 為本文算法、K-means 算法、Resunet 算法對Landsat8 遙感影像數(shù)據(jù)集的云和云陰影檢測視覺對比(冰/雪場景),原圖中含有大量高亮度的冰/雪(三通道合成圖中藍色部分為冰雪區(qū))易對云區(qū)的檢測產(chǎn)生干擾,增加了云與云陰影檢測難度。從圖8 可看出,K-means 算法無法將冰/雪與云區(qū)分開,且對云陰影結(jié)果中細節(jié)丟失嚴重;Resunet 算法能夠較好的將云與冰/雪區(qū)分開,但云與云陰影檢測結(jié)果邊緣較為平滑,丟失細節(jié)較多,影像中存在部分云陰影誤檢和少量薄云漏檢情況。本文算法可有效區(qū)分云與冰/雪,不易受到干擾,同時對云陰影的檢測也取得了較好的結(jié)果,總體優(yōu)于K-means 算法與Resunet 算法。

      圖8 云和云陰影檢測視覺對比(冰/雪場景):(a)RGB 三通道合成;(b)K-means 檢測結(jié)果;(c)Resunet 檢測結(jié)果;(d)多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)檢測結(jié)果;(e)云和云陰影真實結(jié)果Fig. 8 Visual comparison of cloud and cloud shadow detection (ice/snow scene): (a) RGB tri-channel composite image; (b) K-means detection result;(c) resunet detection result; (d) MFFN detection result; (e) cloud and cloud shadow truth result

      圖9 為本文算法、K-means 算法、Resunet 對Landsat8 遙感影像數(shù)據(jù)集的云陰影檢測視覺對比。由圖9 可知,K-means 算法對云陰影檢測的結(jié)果中誤差較大,細節(jié)丟失較為嚴重;本文算法對云陰影的檢測取得了較好的結(jié)果,其檢測結(jié)果明顯優(yōu)于Kmeans 算法與Resunet 算法,能夠?qū)⒃脐幱暗倪吘壖毠?jié)較為準確地檢測出,視覺上更接近于真實值。

      圖9 云陰影檢測視覺對比:(a)RGB 三通道合成;(b)K-means 檢測結(jié)果;(c)Resunet 檢測結(jié)果;(d)多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)檢測結(jié)果;(e)云陰影真實結(jié)果Fig. 9 Visual comparison of cloud shadow detection: (a) RGB tri-channel composite image; (b) K-means detection result; (c) resunet detection result;(d) MFFN detection result; (e) cloud shadow truth result

      從云和云陰影檢測視覺對比圖中可看出,本文算法與K-means 算法和Resunet 算法相比具有明顯的優(yōu)勢,對積云、碎云以及具有復雜下墊面的云都具有較好的檢測結(jié)果,對云陰影的邊緣也能夠準確地提取。

      3.5.3 定量評價

      (1)檢測精度分析:表1 和表2 分別為三種算法對Landsat8 遙感圖像云和云陰影檢測定量評價指標??梢钥吹?,表1 中K-means 算法各項評價參數(shù)較低,各項指標比本文構(gòu)建方法的評價參數(shù)均低0.08 以上;Resunet 算法云檢測精確率為0.9369,比本文構(gòu)建的MFFN 算法獲得的云檢測精確率0.9351 高出近0.002,但其他4 個評價參數(shù)均比MFFN 算法的評價參數(shù)低近0.006 甚至以上,其中均交并比(mIoU)更是比MFFN 算法的低0.05 以上。這些數(shù)值比較表明,相對于其他兩種方法,MFFN 算法的云檢測精度最好。

      從表2 中可知,MFFN 算法對云陰影的檢測也能取得較好的結(jié)果,Resunet 算法的評價參數(shù)明顯好于K-means 算法的各項參數(shù),云陰影的識別精確率為0.7863,比K-means 的云陰影精確率高0.16,準確率高出K-means 的評價參數(shù)0.03,其他參數(shù)差值在這兩者之間。同時,表2 也表明本文構(gòu)建的MFFN 算法在云陰影檢測中各項參數(shù)最優(yōu),其中云檢測準確率達0.9796,云陰影檢測準確率達0.8307,各項參數(shù)均高于Resunet 算法的相應參數(shù)0.018 以上。表1 和表2 的各項參數(shù)對比表明:MFFN 算法對云和云陰影的信息都能很好地提取。

      表1 云檢測定量比較Table 1 Quantitative comparison of cloud detection

      表2 云陰影檢測定量比較Table 2 Quantitative comparison of cloud shadow detection

      三種方法對比可以看到,K-means 未使用多尺度特征融合方法,故而云和云陰影檢測精度評價的各項指標最低。由于Resunet 算法中缺乏多尺度特征提取,且在跳躍連接的過程中沒有使用多尺度卷積,雖然有特征融合,但仍丟失了大量的信息,致使對云的檢測5 個指標中僅云檢測精確率稍高于MFFN 算法,其他4 項參數(shù)均比MFFN 算法低;云陰影檢測的各項指標均低于MFFN 算法。

      3 種方法評價參數(shù)顯示,云陰影檢測的各項精度評價指標均明顯低于云檢測的各項指標,可能是因為數(shù)據(jù)集中云陰影的信息相對較少,導致模型對云陰影的學習不夠充分,同時因為云陰影相對云而言其形狀不規(guī)則,且容易受到下墊面黑色物體(如建筑物的陰影、樹木、海洋等)的干擾,致使云陰影檢測結(jié)果不夠理想。

      (2)網(wǎng)絡(luò)性能分析:本文MFFN 方法與Resunet 方法使用相同的數(shù)據(jù)集并設(shè)置相同的試驗參數(shù)進行訓練(K-means 方法無epoch 參數(shù))。訓練迭代的次數(shù)與總準確度(Overall Accuracy)的關(guān)系如圖10 所示??倻蚀_度(AOA)定義表達式為

      圖10 MFFN 及Resunet 方法在不同迭代次數(shù)時,總體精度(Overall Accueacy)對比曲線Fig. 10 Comparison curves of overall accuracy of MFFN and Resunet method at different epochs

      其中,Pii為每個類別的像元被正確檢測的個數(shù),Pij為每個類別的像元被錯誤檢測的個數(shù)。MFFN方法共迭代50 個epoch 達到最優(yōu)模型,Resunet 方法共迭代55 個epoch 達到最優(yōu)模型。該結(jié)果表明MFFN 方法具有較好的網(wǎng)絡(luò)性能。

      4 總結(jié)與展望

      本文基于Landsat8 SPARCS 遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),采用三通道合成圖為輸入數(shù)據(jù),利用Res.block 模塊、多尺度卷積(MCM)和多尺度特征模塊(MFM)構(gòu)建的多尺度特征融合網(wǎng)絡(luò)(MFFN),實現(xiàn)了較高精度的云細節(jié)與云陰影邊緣檢測。在下墊面中存在容易混淆的背景目標物時,仍能取得較好檢測結(jié)果,云檢測準確率達0.9796,云陰影檢測準確率達0.8307。其原因在于:MFFN網(wǎng)絡(luò)模型在提取較多信息時,有效地融合了底層空間語義信息與高層語義信息。以上試驗驗證并表明,三通道合成圖能夠有效實現(xiàn)較高精度的云檢測,這為傳統(tǒng)業(yè)務(wù)云檢測輸入?yún)?shù)調(diào)整和算法改進提供了參考。不過,本文試驗中云陰影檢測精度要明顯低于云檢測精度,可能與試驗所使用的數(shù)據(jù)集中包含云陰影特征較少有一定的關(guān)聯(lián)。下一步工作將使用包含更多云陰影信息的數(shù)據(jù),著力于提高云陰影檢測精度并繼續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)模型。

      猜你喜歡
      陰影尺度卷積
      基于3D-Winograd的快速卷積算法設(shè)計及FPGA實現(xiàn)
      你來了,草就沒有了陰影
      文苑(2020年11期)2020-11-19 11:45:11
      財產(chǎn)的五大尺度和五重應對
      中國詩歌(2019年6期)2019-11-15 00:26:47
      從濾波器理解卷積
      電子制作(2019年11期)2019-07-04 00:34:38
      基于傅里葉域卷積表示的目標跟蹤算法
      讓光“驅(qū)走”陰影
      宇宙的尺度
      太空探索(2016年5期)2016-07-12 15:17:55
      陰影魔怪
      9
      分宜县| 台东市| 南昌县| 巴彦淖尔市| 巩留县| 饶阳县| 衡阳县| 县级市| 綦江县| 刚察县| 马关县| 和政县| 奎屯市| 成安县| 交口县| 清水河县| 万年县| 吉安县| 五峰| 合阳县| 达州市| 甘孜县| 汕尾市| 绵阳市| 彭山县| 常宁市| 阿合奇县| 刚察县| 盱眙县| 建平县| 隆德县| 张家界市| 红河县| 杨浦区| 吴忠市| 庆云县| 墨江| 大洼县| 西昌市| 昌图县| 汝阳县|