[發(fā)明專利]面向遙感影像語(yǔ)義分割的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本增強(qiáng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110676098.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113409322B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾喆;呂波濤;譚文霞;劉善偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G06T7/10
• 分類號(hào): G06T7/10;G06K9/62;G06V30/19
• 代理公司: 青島眾智源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37355
• 代理人: 林琪超

1.一種面向遙感影像語(yǔ)義分割的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本增強(qiáng)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲得目標(biāo)區(qū)域的高分辨率衛(wèi)星遙感影像，對(duì)衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的圖像，預(yù)處理包括輻射定標(biāo)和大氣校正，通過目視解譯法對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行人工標(biāo)記再將其轉(zhuǎn)為柵格圖像作為標(biāo)記圖像；

步驟2：選取訓(xùn)練模型輸入層的維度大小作為裁剪窗口，計(jì)算出水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度，然后在水平方向上以水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度且垂直方向上以裁剪窗口不重疊的方式對(duì)預(yù)處理后的圖像和標(biāo)記圖像分別進(jìn)行水平方向的滑動(dòng)裁剪，得到若干第一切片；

步驟3：計(jì)算出垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度，然后在垂直方向上以垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度且水平方向上以裁剪窗口不重疊的方式對(duì)預(yù)處理后的圖像和標(biāo)記圖像分別進(jìn)行垂直方向的滑動(dòng)裁剪，得到若干第二切片；

步驟4：利用步驟2得到的水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度和步驟3得到的垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度，在水平方向上以水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度且垂直方向上以垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度對(duì)預(yù)處理后的圖像和標(biāo)記圖像分別進(jìn)行滑動(dòng)裁剪，得到若干第三切片；

步驟5：將第一切片、第二切片和第三切片經(jīng)過水平、旋轉(zhuǎn)和鏡像操作，匯總第一切片、第二切片、第三切片、經(jīng)水平操作后的切片、經(jīng)旋轉(zhuǎn)操作后的切片和經(jīng)鏡像操作后的切片作為最終的訓(xùn)練樣本。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向遙感影像語(yǔ)義分割的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本增強(qiáng)方法，其特征在于，步驟2具體包括：

步驟2.1：在參考重疊度范圍內(nèi)任意選擇一個(gè)滑動(dòng)重疊度為C，則每次裁剪窗口偏移量：

N_K＝W-[W×C]

其中，N_K為每次裁剪窗口的偏移量，W為裁剪窗口的維度；

步驟2.2：判斷裁剪窗口每一行中第K次滑動(dòng)是否超出圖像邊界，確保第K次裁剪滿足：

K′＝(K-1)×N_K+W≤X

式中，K′為第K次裁剪窗口滑動(dòng)時(shí)裁剪窗口右側(cè)所處的像素位置，X為圖像的水平方向像素的個(gè)數(shù)；

此時(shí)會(huì)產(chǎn)生三種情況：

①WX-K′，則繼續(xù)進(jìn)行本行的下一次滑動(dòng)裁剪，繼續(xù)判斷K+1次滑動(dòng)情形；

②K′＝X，則水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度C′_K＝C；

③0X-K′W，將本行剩余像素重新分配給裁剪窗口水平偏移量得到水平新滑動(dòng)量N′_K，同時(shí)C′_K符合裁剪窗口參考重疊度的范圍；

C′_K＝(W-N′_K)/W∈α

其中，α為參考重疊度，當(dāng)時(shí)，C_K′為水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度；

步驟2.3：在水平方向上以水平方向的裁剪窗口的最佳重疊度C_K′且垂直方向上以裁剪窗口不重疊的方式對(duì)預(yù)處理后的圖像和標(biāo)記圖像分別進(jìn)行水平方向的滑動(dòng)裁剪，得到若干第一切片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向遙感影像語(yǔ)義分割的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本增強(qiáng)方法，其特征在于，步驟3具體包括：

步驟3.1：在參考重疊度范圍內(nèi)任意選擇一個(gè)滑動(dòng)重疊度為C，則每次裁剪窗口偏移量：

N_L＝W-[W×C]

式中，N_L為每次裁剪窗口的偏移量；

步驟3.2：判斷裁剪窗口每一列中第L次滑動(dòng)是否超出影像邊界，確保第L次裁剪滿足：

L′＝(L-1)×N_L+W≤Y

式中，L′為第L次裁剪窗口滑動(dòng)時(shí)裁剪窗口下側(cè)所處的像素位置，Y為影像的垂直方向像素的個(gè)數(shù)；

此時(shí)會(huì)產(chǎn)生三種情況：

① WY-L′，則繼續(xù)進(jìn)行本列的下一次滑動(dòng)裁剪，繼續(xù)判斷L+1次滑動(dòng)情形；

②L′＝Y(jié)，則垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度C′_L＝C；

③0Y-L′W，將本列剩余像素重新分配給裁剪窗口水平偏移量得到水平新滑動(dòng)量N′，同時(shí)C′_L符合裁剪窗口參考重疊度的范圍；

C′_L＝(W-N′_L)/W∈α

當(dāng)時(shí)，C′_L為垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度；

步驟3.3：在垂直方向上以垂直方向的裁剪窗口的最佳重疊度C′_L且水平方向上以裁剪窗口不重疊的方式對(duì)預(yù)處理后的圖像和標(biāo)記圖像分別進(jìn)行垂直方向的滑動(dòng)裁剪，得到若干第二切片。