[發(fā)明專利]基于多尺度自編碼的異質(zhì)遙感圖像變化檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111336955.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114170145B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈萌;張誠(chéng);高宇軒;張亞文;趙秦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/33;G06V20/13;G06V10/40;G06V10/82;G06N3/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 許志蛟

1.基于多尺度自編碼的異質(zhì)遙感圖像變化檢測(cè)方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟1，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；

所述步驟1的具體過(guò)程為：對(duì)配準(zhǔn)的一副SAR圖像和一副光學(xué)遙感圖像進(jìn)行歸一化操作，確保每個(gè)圖像像素點(diǎn)的值在[-1,1]之間；

步驟2，將經(jīng)步驟1預(yù)處理后的圖像放入多尺度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練，并利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成差異圖；

所述步驟2的具體過(guò)程為：

步驟2.1，假設(shè)初始的兩幅圖像，將變化前的SAR圖像記為X、變化后光學(xué)遙感圖像記為Y，

對(duì)于SAR圖像X，滿足如下條件：

其中，d(·)代表下采樣操作，g(·)代表高斯濾波，通過(guò)公式(2)得到三個(gè)尺度的圖像

對(duì)于光學(xué)遙感圖像Y，滿足如下條件：

其中，d(·)代表下采樣操作，g(·)代表高斯濾波，通過(guò)公式(4)得到三個(gè)尺度的圖像

步驟2.2，分別獲取圖像X和圖Y的三個(gè)尺度的高頻分量；

步驟2.3，對(duì)步驟2.2所得結(jié)果進(jìn)行自編碼重構(gòu)，得到重構(gòu)后的圖像X～和Y～；

所述步驟2.3的具體過(guò)程為：

對(duì)步驟2.2得到的圖像X三個(gè)高頻分量進(jìn)行自編碼重構(gòu)得到公式如下：

其中，和分別是X的編碼器和解碼器；

圖像X的重構(gòu)的圖像采用如下公式(6)表示，記為

其中，u(·)是上采樣操作；

對(duì)步驟2.2得到的圖像Y三個(gè)高頻分量進(jìn)行自編碼重構(gòu)得到公式如下：

其中，和分別是Y的編碼器和解碼器；

圖像Y的重構(gòu)的圖像采用如下公式(8)表示，記為

步驟2.4，根據(jù)步驟2.3所得結(jié)果確定多尺度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)；

所述步驟2.4的具體過(guò)程為：

采用如下公式(9)獲取圖像X的損失函數(shù)：

其中：

采用如下公式(11)獲取圖像Y的損失函數(shù)：

其中：

根據(jù)如下公式(13)求總的重構(gòu)函數(shù)：

L_recon＝L_X+L_Y???????(13)；

將圖像X經(jīng)過(guò)X的編碼器和Y的解碼器得到轉(zhuǎn)換后的圖像，記為公式如下：

將圖像Y經(jīng)過(guò)Y的編碼器和X的解碼器得到轉(zhuǎn)換后的圖像，記為公式如下：

循環(huán)一致性損失函數(shù)由如下公式(16)得到：

L_consis＝C_X+C_Y???????????(16)；

其中，C_X、C_Y分別是X和Y的循環(huán)一致性損失函數(shù)；

C_X的計(jì)算公式如下：

C_Y的計(jì)算公式如下：

因此，多尺度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的總體損失函數(shù)如下公式(19)所示：

L_total＝L_recon+L_consis????????(19)；

步驟2.5，根據(jù)步驟2.4所得的損失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的差異圖；

步驟3，利用閾值分析算法對(duì)步驟2生成的差異圖進(jìn)行分析，得到變化的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多尺度自編碼的異質(zhì)遙感圖像變化檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟2.2的具體過(guò)程為：

通過(guò)如下公式(20)求取圖像X三個(gè)尺度的高頻分量

通過(guò)如下公式(21)求取圖像Y三個(gè)尺度的高頻分量

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多尺度自編碼的異質(zhì)遙感圖像變化檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟2.5的具體過(guò)程為：采用如下公式(22)生成差異圖：

其中，α、β分別是圖像的通道數(shù)。