[发明专利]基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法有效
| 申请号： | 202010005721.7 | 申请日： | 2020-01-03 |
| 公开（公告）号： | CN111222453B | 公开（公告）日： | 2022-06-14 |
| 发明（设计）人： | 张觅;胡翔云;周浩;荣子豪;吴紫韵;李朋龙 | 申请（专利权）人： | 武汉大学 |
| 主分类号： | G06V20/13 | 分类号： | G06V20/13;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06V10/75;G06V10/80 |
| 代理公司： | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 严彦 |
| 地址： | 430072 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 密集 连接 几何 结构 约束 遥感 影像 变化 检测 方法 | ||
1.一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对前后期变化检测输入影像做预处理，包括计算影像归一化参数，进行前后期影像归一化和后期影像颜色校正；
步骤2，进行DCGC-CD模型训练和测试，实现对前后期遥感影像进行变化区域信息提取；所述DCGC-CD表示密集连接和几何结构约束的变化检测；
所述DCGC-CD模型包括前后期变化特征差分编码模块和多分支几何结构约束解码模块，
所述前后期影像变化特征差分编码模块包括针对输入前期影像的分支和针对输入后期影像的分支；前后期影像变化特征差分编码模块输出的差分特征连接到多分支几何结构约束解码模块；
所述多分支几何结构约束解码模块包括三个分支，分支一用于前期边缘预测，分支二用于变化区域预测，分支三用于后期边缘预测，分支一和分支三共享参数结构，分支一和分支三的结构和分支二的结构通过损失函数相互作用，实现通过几何结构信息有效约束最终变化检测结果；
输入前期影像的分支包括依次连接的三个子模块，每个子模块包括三个卷积层和一个池化层，输入后期影像的分支包括依次连接的三个子模块，每个子模块包括三个卷积层和一个池化层，前后期各子模块池化后特征相减，构成差分特征；
所述多分支几何结构约束解码模块在三个分支之前设置一个子模块，用于多分支结构之前的特征对齐，该模块包括两个卷积层与一个上采样层；
三个分支分别包括依次连接的三个子模块，第一个子模块包括一个上采样层和两个卷积层，第二个子模块包括一个上采样层和三个卷积层，第三个子模块包括一个上采样层和三个卷积层；
所述损失函数包括三种，变化检测类别均衡损失、多层次边缘几何结构损失和几何结构变化损失。
2.根据权利要求1所述的一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于：所有子模块内，进行不同卷积层变化特征的密集连接与重用。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于：变化检测类别均衡损失的相应函数表达如下，
其中，gt代表变化检测真值，pred表示经过解码器后预测特征值，sigmoid(g)为非线性激活函数，pw表示均衡变化与未变化区域的均衡因子。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于：多层次边缘几何结构损失的相应函数表达如下，
其中，gtedge与prededge分别表示边缘的真值与边缘的预测值，表示分支一与三的第j组输出特征对应的边缘几何损失。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于：几何结构变化损失的相应函数表达如下，
其中，前期影像预测边缘的结果为后期影像通过与前期影像解码结构参数共享，预测的边缘结果为
6.根据权利要求1或2或所述的一种基于密集连接和几何结构约束的遥感影像变化检测方法，其特征在于：综合多分支几何结构约束的损失函数最终表达式如下，
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