[發(fā)明專利]一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110382282.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112801929A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳敦;應(yīng)良中;孫華;高廣;費(fèi)佳寧;李東;卞婷玉
• 申請（專利權(quán)）人: 寶略科技（浙江）有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/00;G06T3/40
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 高瑞霞

1.一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：該方法包括下列步驟：

步驟一、對比前后時(shí)相的兩張建筑物原圖，在兩張建筑物原圖上標(biāo)注出建筑物變化的區(qū)域，生成標(biāo)注矢量文件，其中建筑物原圖的高度設(shè)為OH，寬度設(shè)為OW；

步驟二、分別將前后時(shí)相的兩張?jiān)瓐D裁切成N塊高為H、寬為W的小圖，其中OH大于H，OW大于W；

步驟三、將步驟一中生成的標(biāo)注矢量文件，轉(zhuǎn)換為高度為OH、寬度為OW的二值圖，再將得到二值圖裁切為N塊高為h、寬為w的標(biāo)簽，每塊標(biāo)簽均位于對應(yīng)的每塊小圖的正中間，其中h=H/2，w=W/2；

步驟四、將步驟二中前時(shí)相的N塊小圖分別與后時(shí)相的N塊小圖一一對應(yīng)進(jìn)行拼接，拼接后形成的圖作為訓(xùn)練樣本，并生成訓(xùn)練樣本集；

步驟五、構(gòu)建出深度學(xué)習(xí)模型；

步驟六、對深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練：將步驟四中生成的訓(xùn)練樣本集輸入到步驟五中的深度學(xué)習(xí)模型勾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，獲得深度學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果，將輸出結(jié)果與步驟三中的標(biāo)簽輸入到損失函數(shù)中計(jì)算出損失值，再通過反向傳播算法以損失值等于0為目標(biāo)來更新網(wǎng)絡(luò)權(quán)重，不斷迭代，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練；

步驟七、任意選取一張待檢測的遙感圖像，在該遙感圖像上應(yīng)用步驟六中訓(xùn)練得到的深度學(xué)習(xí)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：在步驟六中，勾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括特征提取模塊以及位于特征提取模塊一側(cè)的特征映射模塊，特征提取模塊為四層結(jié)構(gòu)，特征映射模塊為三層結(jié)構(gòu)，特征提取模塊包括第一模塊(1)、第二模塊(3)、第三模塊(4)以及第四模塊(5)，第一模塊(1)包括：卷積、最大池化以及卷積層，第二模塊(3)、第三模塊(4)以及第四模塊(5)均包括：最大池化以及卷積層，特征映射模塊包括第五模塊(9)、第六模塊(8)以及第七模塊(6)，第五模塊(9)包括：雙線性插值上采樣、合并以及膨脹卷積層，第六模塊(8)以及第七模塊(6)均包括：雙線性插值上采樣、合并以及卷積層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：訓(xùn)練樣本集輸入到勾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，獲得深度學(xué)習(xí)模型的輸出結(jié)果的具體過程為：將訓(xùn)練樣本集中的訓(xùn)練樣本滿尺寸輸入到勾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過特征提取模塊，生成特征矩陣，再經(jīng)過特征映射模塊，得到輸出結(jié)果，所述輸出結(jié)果為兩通道的輸出結(jié)果，所述輸出結(jié)果的兩通道中，一通道代表建筑物沒有發(fā)生變化，另一通道代表建筑物發(fā)生了變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：在步驟六中，損失函數(shù)定義為：，其中，k為像素位置，P為像素總數(shù)，為k位置的像素的真實(shí)值，令深度學(xué)習(xí)模型為f(),x為輸入圖像，那么為模型輸出值，為k位置的模型輸出值。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：步驟七中，在任意選取的一張待檢測遙感圖像上應(yīng)用步驟六中訓(xùn)練得到的深度學(xué)習(xí)模型的具體過程為：將任意選取的一張待檢測遙感圖像的高度設(shè)為OH，寬度設(shè)為OW，將該遙感圖像裁切成N塊高為H，寬為W的小圖，將N塊小圖輸入到訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行計(jì)算得到輸出結(jié)果，把得到的輸出結(jié)果再拼接成一張高度為OH，寬度為OW的圖像，從而完成對遙感圖像在深度學(xué)習(xí)模型模型中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：在將待檢測遙感圖像上應(yīng)用到訓(xùn)練得到的深度學(xué)習(xí)模型的過程中，采用滑動(dòng)窗口來完成對待檢測遙感圖像的全覆蓋。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于建筑物變化檢測的局部背景語義信息增強(qiáng)方法，其特征在于：采用滑動(dòng)窗口來完成對待檢測遙感圖像的全覆蓋的具體過程為：將待檢測圖作為底部框圖(10)，其高度為OH，寬度為OW，設(shè)第一方框圖(11)為t1時(shí)刻輸入到深度學(xué)習(xí)模型中的圖像，第一方框圖(11)的高度為H、寬度為W，深度學(xué)習(xí)模型通過計(jì)算得到輸出結(jié)果，輸出結(jié)果為第二方框圖(12)，第二方框圖(12)的高度為h，寬度為w，其中h=H/2，w=W/2，將t1時(shí)刻的輸出結(jié)果暫存，至此完成t1時(shí)刻的模型計(jì)算；在t2時(shí)刻，檢測框向右移動(dòng)，即沿水平方向滑動(dòng)，其滑動(dòng)步幅為標(biāo)簽的寬度w，本次滑動(dòng)僅在水平方向發(fā)生，但在換行時(shí)則需要在垂直方向進(jìn)行滑動(dòng)，垂直方向?yàn)闃?biāo)簽的高度h，滑動(dòng)完成，設(shè)第三方框圖(13)為t2時(shí)刻輸入到模型中的圖像，第四方框圖(14)為t2時(shí)刻模型的輸出結(jié)果，將t2時(shí)刻的輸出結(jié)果暫存，此時(shí)t2時(shí)刻的模型計(jì)算完成，以此種方式進(jìn)行迭代，最終完成全圖的深度學(xué)習(xí)模型計(jì)算，將每次暫存的輸出結(jié)果按照順序拼接成與待檢測遙感圖像相同的尺寸，即完成待檢測遙感圖像在訓(xùn)練得到的深度學(xué)習(xí)模型中的應(yīng)用。