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申请/专利权人:中国人民解放军军事科学院国防工程研究院
摘要:一种融入领域知识的异源影像域迁移网络及变化检测方法,本发明针对异源影像地表覆盖信息的变化检测问题,通过把变化检测的领域知识融入异源影像域迁移网络,得到适用于异源影像变化检测的域迁移网络CK_CycleGAN,利用本发明的CK_CycleGAN网络可以很好的把不同传感器获取的具有较大特征差异的异源影像,转换为未变化区域具有较好一致性特征的伪同源影像,从而把异源影像变化检测问题转换成伪同源影像变化检测问题,进而利用同源影像变化检测方法获取变化图,提高了从两幅异源影像中检测地表覆盖信息变化区域的精度;因此,本发明为异源影像地表覆盖信息的变化检测提供了一种新途径。
主权项:1.一种融入领域知识的异源影像域迁移网络及变化检测方法,其特征是:所述方法具体包括如下步骤:第一步、数据采集:利用两种不同的卫星传感器分别获取覆盖同一地理区域的两幅不同时相异源影像,两幅不同时相异源影像均经过配准和几何校正,分别为T1时刻影像X和T2时刻影像Y;第二步、取粗略的变化图:使用传统异源影像变化检测方法从影像X和Y中获取粗略的二值变化图Cmap,二值变化图Cmap中使用0表示没有发生变化,1表示发生了变化;第三步、制作训练样本:通过大小为N×N的滑动窗口在位置i处将影像X和影像Y裁剪为大小为N×N的影像块xi和影像块yi,利用滑动窗分别对整个影像X和影像Y进行裁剪,将裁剪获得的影像块汇总得到样本数据集Sxy{xi,yi};在此基础上,结合变化图Cmap制作成对样本数据子集Sun{xi,yi},成对样本数据子集Sun{xi,yi}中的样本位置i满足如下所述条件,Cmap中位置i处像元值为0,且Cmap中以位置i处像元为中心,大小为N×N的邻域窗口内,像元值为0的像元的数量大于th×N×N,其中th表示像元值为0的像元数量占邻域内总像元数量的比值,th取值在0~1之间;第四步、模型设计:设计搭建融入领域知识的异源影像域迁移网络CK_CycleGAN,CK_CycleGAN包括生成器G′y→xy和生成器G′x→yx,并且含有判别器DY和判别器DX,生成器G′y→xy与判别器DX连接,生成器G′x→yx与判别器DY连接;其中判别器DY和判别器DX与经典CycleGAN网络使用的判别器结构相同,生成器G′y→xy输入从影像Y中裁剪获取的影像块yi,生成与影像X具有相同特征空间的影像块yXi,生成器G′x→yx输入从影像X中裁剪获取的影像块xi,生成与影像Y具有相同特征空间的影像块xYi,判别器DY是判断影像块xYi与yi的相似性,判别器DX判断yXi与xi的相似性;在此基础上计算融入变化检测领域知识的CK_CycleGAN网络训练的损失函数LCK_CycleGAN;第五步、模型训练:训练异源影像域迁移网络CK_CycleGAN:利用制作的样本数据集Sxy{xi,yi}和样本数据子集Sun{xi,yi}对异源影像域迁移网络CK_CycleGAN进行训练,训练过程中的模型损失采用函数LCK_CycleGAN计算;第六步、伪同源影像变化检测:使用训练好的CK_CycleGAN域迁移网络把影像X转换为与影像Y具有相似特征空间的影像XY,把影像Y转换为与数据集X具有相似特征空间的影像YX,其中影像Y与影像XY是一组伪同源影像,影像X与影像YX是另一组伪同源影像;之后采用同源影像变化检测方法从伪同源影像Y和影像XY或者伪同源影像X和影像YX中获取变化图。
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