[發明專利]一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法

在審

• 申請號: 202111545829.6
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114220023A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 朱凌軒;劉健;王彪;林嘉軒;王曉冰;鐘欣宇
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06N3/08;G06N3/04;G06K9/62;G06V10/82;G06V10/764
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;徐雯瓊

1.一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集多組匹配的多光譜遙感圖像、地物分類圖以及數值特征產品圖并進行預處理；

S2、根據預處理后的多光譜遙感圖像、地物分類圖以及數值特征產品圖，確定生成對抗模型的輸入矩陣x，并確定生成對抗模型的輸出矩陣y的尺寸；

S3、將每組匹配的圖像數據分別進行處理后，依次輸入至所述生成對抗模型中對該生成對抗模型進行訓練；

S4、輸入新的匹配的圖像數據，利用訓練好的生成對抗模型完成衛星遙感多光譜圖像的譜域遷移。

2.如權利要求1所述的一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，所述的步驟S2進一步的包含以下步驟：

S21、對其中一組經過預處理的多光譜遙感圖像、地物分類圖以及數值特征產品圖進行處理，形成源光譜矩陣S_in、目標光譜矩陣S_out、分類特征矩陣C1和數值特征矩陣C2；

S22、形成生成對抗模型的輸入矩陣x，并確定生成對抗模型的輸出矩陣y的尺寸。

3.如權利要求2所述的一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，所述的步驟S21進一步的包含以下步驟：

S211、將經過預處理的地物分類圖通過獨熱編碼的方式形成N_c×W×H的分類特征矩陣C1，其中N_c為分類特征維數，W為圖像列數，H為圖像行數；

S212、將經過預處理的數值特征產品圖中的全部數值特征產品分別歸一化，使其值域范圍映射到0至1，形成N_f×W×H的數值特征矩陣C2，其中N_f為數值特征產品類型數；

S213、將經過預處理的多光譜遙感圖像中的各波段光譜數據分別歸一化，使其值域范圍映射到0至1，分別合并源波段的光譜數據和目標波段的光譜數據，形成N_si×W×H的源光譜矩陣S_in和N_sout×W×H的目標光譜矩陣S_out，其中N_si為源光譜的維數，N_sout為目標光譜的維數。

4.如權利要求3所述的一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，所述步驟S22具體為：合并所述分類特征矩陣C1、數值特征矩陣C2和源光譜矩陣S_in，形成尺寸為N×W×H的生成對抗模型的輸入矩陣x，其中N＝N_c+N_f+N_si，N為輸入數據特征維度；定義所述生成對抗模型的輸出矩陣y的尺寸與所述目標光譜矩陣S_out的尺寸相同，為N_sout×W×H。

5.如權利要求1所述的一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，所述生成對抗模型由一個多尺度生成器G和一個對應的多尺度鑒別器D組成；所述多尺度生成器G包括n個子生成器G_i，所述多尺度鑒別器D包括由n個對應的子鑒別器D_i，其中i為由1至n的整數。

6.如權利要求5所述的一種基于生成對抗模型的衛星遙感多光譜圖像譜域映射方法，其特征在于，所述的步驟S3進一步的包含以下步驟：

S31、使用多尺度生成器G對所述輸入矩陣x進行處理，生成各尺度生成器的輸出矩陣y_i；

S32、通過對應的多尺度鑒別器D計算各尺度生成器的輸出矩陣y_i與目標光譜矩陣S_out間的損失大小L_s；

S33、將S1所述的多組匹配的多光譜遙感圖像、地物分類圖以及數值特征產品圖處理后，分別輸入到所述生成對抗模型中進行訓練，訓練過程中不斷降低所述損失大小L_s，直至該生成對抗模型收斂。