中国海洋大学高峰获国家专利权
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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120198818B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510668878.0,技术领域涉及:G06V20/13;该发明授权基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法是由高峰;宫传政;甘言海;董军宇;储淑琪;刘召设计研发完成,并于2025-05-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法,属于遥感图像处理技术领域。本发明首先对多源遥感数据进行预处理与数据集划分,随后构建关键波段检索注意力网络,并利用划分后的训练集和验证集对模型进行训练与评估,最终利用测试集开展模型结果的可视化分析。本发明通过对高光谱图像与激光雷达合成孔径雷达图像的特征进行有效提取与融合,有效降低了冗余信息干扰,提升了高光谱关键信息的保留率,增强了多源数据之间的互补表达能力,显著提高了遥感图像分类的精度与计算效率。本发明适用于多源遥感数据融合与分类的应用场景,能够满足复杂地表信息的高效智能处理需求,提供了一种精准、高效的遥感图像分类解决方案。
本发明授权基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法在权利要求书中公布了:1.一种基于关键波段检索注意力机制的多源遥感图像分类方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:收集高光谱图像HSI与LidarSAR多源遥感数据,并对数据进行预处理; S2:构建关键波段检索注意力神经网络模型,该模型包括双域融合编码器模块,自注意力层,关键波段检索模块,关键波段检索注意力模块以及用于分类的全连接层;所述关键波段检索注意力神经网络模型的处理流程: S2-1:首先对HSI数据进行特征提取,对于原始HSI数据和PCA处理后的HSI数据分别经过双域融合编码器模块进行特征提取,双域融合编码器模块由空间域和频率域两个分支组成,其中空间域分支的处理流程为:HSI数据→深度卷积→BatchNorm2D→ReLU激活函数→空间域特征,在频率域分支设计了动态频率滤波模块,其处理流程为:HSI数据→快速傅里叶变换→自适应可学习掩码→Hadamard乘积→逆快速傅里叶变换→频率域特征,最终二者相加得到双域融合特征; S2-2:对LidarSAR数据进行特征提取,流程为:LidarSAR数据→2D卷积→BatchNorm2D→ReLU激活函数→LidarSAR数据特征;该特征提取操作的计算过程表示为: ; S2-3:对HSI数据特征和PCA处理后的HSI数据特征进行维度重塑操作,将其空间维度H和W进行展平得到[B,C1,P]和[B,Cpca,P],同时LidarSAR数据特征也进行相同的操作将维度重塑为[B,C2,P],其中P=H×W,表示每个样本包含的像素点数;在完成展平操作后,将与沿通道维度进行拼接得到中间状态特征,其维度为[B,Cpca+C2,P];计算过程如下所示: ; S2-4:进入NSA层自注意力层建模长距离依赖,具体流程为:输入数据→深度卷积→自注意力机制→残差连接→前馈神经网络→残差连接→处理后特征; S2-5:原始HSI数据特征进入关键波段检索模块进行首次关键波段的检索,该过程基于S2-5中生成的注意力相似性矩阵来推断原始HSI中的重要波段;首先,从相似性矩阵中提取位于第Cpca+1至第Cpca+C2列,且前Cpca行所对应的子矩阵,记作,其维度为[B,Cpca,C2],提取出的相似性矩阵元素表示的是PCA处理后的HSI数据特征每个波段与LidarSAR数据特征的相似度;接下来对相似性矩阵进行隐藏相关性Softmax,依此完成波段检索; S2-6:关键波段特征和中间状态特征一同输入至NKA层关键波段检索注意力模块进行处理,具体流程为:输入数据和→和沿通道维度拼接→深度卷积→交叉注意力机制→残差连接→前馈神经网络→残差连接→更新后的中间状态特征; S2-7:最后将关键波段特征处理成分类结果,具体流程为:输入关键波段特征→最大池化层→Dropout→全连接层→分类结果;整个计算过程如下所示: ; 其中,; S3:将预处理后的数据输入至所述关键波段检索注意力神经网络模型中进行模型训练;训练过程中采用交叉熵作为损失函数,并使用Adam优化器进行参数优化; S4:使用训练好的关键波段检索注意力神经网络模型对待测数据进行处理,并将多源遥感图像的分类结果进行可视化呈现与分析。
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