面向高光谱图像的深度语义分类网络研究

基本信息
批准号:61802300
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:徐亦飞
学科分类:
依托单位:西安交通大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郭瑞,王新升,金丛丛,王佳星,杨冰洁
关键词:
语义分类深度学习高光谱图像
结项摘要

Hyperspectral image has been successfully applied to different fields which include food science, earth science, and agricultural science due to its wide spectral range, high spectral density, and non-destructive scanning. As the core problem of hyperspectral image analysis, semantic classification for hyperspectral image has become hot topic at home and abroad. However, the currently existing semantic classification models for hyperspectral image perform not well enough in real-world applications due to insufficient labelled data, the spectral-spatial relationship, and the multiscale objects. This project based on the state-of-art deep learning frameworks, focuses on the research on deep semantic networks for hyperspectral image. Firstly, an unsupervised data argumentation strategy is proposed to avoid the over-fitting problem in deep networks. Then, a multi-layer fusion strategy is designed to avoid the over-segmentation problem or under-segmentation problem, and then a multi-dimensional and multi-layer convolution filter bank is used to represent spectral-spatial relationship. Finally, the output resolution is optimized to be as same as the input resolution. The proposed deep semantic network of this project can be applied in different scenarios, and thereby it will be a general framework for hyperspectral semantic classification. Besides, this project can lay a theoretical foundation of interdisciplinary research on hyperspectral image and deep learning, advancing the development of semantic classification for hyperspectral image in various research fields.

高光谱图像以其光谱范围广,光谱密度高,扫描无损性等优点,已经成功应用于食品科学、地球科学、农业科学等领域。作为高光谱图像分析的核心问题,高光谱图像语义分类已经成为国内外的研究热点,然而,由于受到标签数据不足,光谱空间关系和对象多尺度等限制,现有的面向高光谱图像的语义分类模型在实际应用中效果不佳。因此,本课题以现有的深度学习框架为基础,开展了面向高光谱图像的深度语义分类网络研究:首先提出无监督的数据扩充策略,避免了过拟合问题;接着设计多层融合策略,避免了过分割或欠分割现象;然后设计多维分层的卷积组,表示了高光谱图像的光谱空间关系;最后,对网络的输出精度进行提升,保证了输出输入分辨率相同。本课题研究的深度语义分类网络具有较强的通用性,可以适用于不同的高光谱图像应用场景。该课题的实施可为高光谱图像与深度学习的交叉发展提供理论依据,推动了高光谱图像语义分类在各个科学研究领域的应用发展。

项目摘要

高光谱图像以其光谱范围广,光谱密度高,扫描无损性等优点,已经成功应用于食品科学、地球科学、农业科学等领域。作为高光谱图像分析的核心问题,高光谱图像语义分类已经成为国内外的研究热点,然而,由于受到标签数据不足,光谱空间关系和对象多尺度等限制,现有的面向高光谱图像的语义分类模型在实际应用中效果不佳。因此,本课题以现有的深度学习框架为基础,研究了基于光谱注意力的编码解码高光谱语义分类网络:首先提出无监督和有监督的的数据扩充策略,避免了过拟合问题;接着设计面向光谱维度的光谱注意力模型表示光谱空间关系。然后设计基于transformer的编码结构,对高光谱图像的图像特征进行表达;最后,对网络的输出精度进行提升,保证了输出输入分辨率相同。本课题研究的深度语义分类网络具有较强的通用性,在不同的数据集在不同的评价指标上,都优于其他比对算法。该网络可以适用于不同的高光谱图像应用场景。该课题的实施可为高光谱图像与深度学习的交叉发展提供理论依据,推动了高光谱图像语义分类在各个科学研究领域的应用发展。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
2

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
3

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022
4

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

DOI:10.3724/sp.j.1089.2022.19009
发表时间:2022
5

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022

徐亦飞的其他基金

相似国自然基金

1

面向高光谱图像分类的可解释型深度网络研究

批准号:41871240
批准年份:2018
负责人:尹继豪
学科分类:D0113
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于深度迁移网络的多模高光谱图像分类方法研究

批准号:61801078
批准年份:2018
负责人:马晓瑞
学科分类:F0113
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于深度学习的高光谱图像分类方法研究

批准号:61601059
批准年份:2016
负责人:白璘
学科分类:F0113
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于深度学习的小样本高光谱图像分类方法

批准号:61901369
批准年份:2019
负责人:丁晨
学科分类:F0113
资助金额:24.50
项目类别:青年科学基金项目