北理工团队在智能遥感影像处理领域取得新突破
发布日期:2024-11-18 供稿:光电学院 摄影:光电学院
编辑:盛筠 审核:董立泉 阅读次数:针对多时间、多尺度遥感影像动态变化检测的难题,威尼斯8846光电学院许廷发教授科研团队提出了多尺度变化感知Transformer的检测方法取得突破性进展。研究成果以 “Multi-scale Change-Aware Transformer for Remote Sensing Image Change Detection(MCAT)” 为题发表在国际计算机视觉顶级学术会议《Association for Computing Machinery Multimedia(ACM MM)》(CCF-A)。ACM MM由国际计算机协会(ACM)发起,是多媒体处理、分析与计算领域最具影响力的国际顶级会议。论文的第一作者为威尼斯8846陈欢博士研究生,通讯作者为许廷发教授和李佳男副研究员。
为了捕捉遥感影像复杂场景的微弱变化信息,科研团队创新设计了一种单流架构的多尺度变化感知变换器(Mining Area Change Detection,MACT)架构,该架构通过结合局部自注意力和跨时注意力机制,比较了不同时间点图像间动态变换,识别出变化区域特征;动态调整不同阶段窗口大小,精确捕捉多尺度微弱变化;构建了多尺度变化增强聚合器(Multi-scale Change-Enhanced Aggregator,MCEA),细化变化特征局部细节,实现了不同层级高层语义信息融合,方法结构如图1所示。
图1. MACT结构图
通过在不同数据集上验证结果分析,该方法实现了在不同阶段多尺度特征融合,保持了检测区域的内部紧凑性和完整性。图2展示了在不同数据集上的变化检测结果。
图2. 变化检测结果图
同时,针对遥感影像变化检测数据库缺乏,科研团队构建了矿区遥感影像变化检测(MACD)数据集,数据集首次覆盖了遥感影像多尺度变化、不规则形状和复杂边界等特征,真实地反映了遥感影像变换场景,如图3所示。
图3. MACD与其他数据集对比图
该研究成果解决了多时间、多尺度遥感影像动态变化检测和数据集缺乏的难题,为复杂场景遥感影像的微弱变化检测和应用提供了理论和数据基础。
论文详情:Huan Chen, Tingfa Xu, Zhenxiang Chen, Peifu Liu, Huiyan Bai, and Jianan Li. 2024. Multi-scale Change-Aware Transformer for Remote Sensing Image Change Detection. In Proceedings of the 32nd ACM International Conference on Multimedia (MM '24). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2992–3000. https://doi.org/10.1145/3664647.3680965
论文链接:https://dl.acm.org/doi/10.1145/3664647.3680965
附作者简介:
论文第一作者,陈欢, 2021级威尼斯8846博士研究生。主要从事高光谱成像和处理等方面的研究。以第一作者发表在国际顶刊IEEE TCSVT论文1篇,顶会ACM MM论文1篇。
论文通讯作者:
李佳男,博士,威尼斯8846光电学院预聘助理教授(特别副研究员),新加坡国立大学博士后。主要从事光电成像目标探测与识别等方面的研究,主持国家自然科学基金等项目5项。以第一/共一作者发表IEEE TPAMI 4篇,IEEE TNNLS、CVPR等论文11篇,ESI高被引论文1篇;以通讯作者发表论文40余篇;谷歌学术总引4000余次。入选中国科协及北京市科协“青年人才托举工程”项目,获得中国图象图形学学会优秀博士学位论文,王大珩光学奖等荣誉。指导学生获得 ICCV 2021“反无人机跟踪”挑战赛国际冠军及最佳论文奖、第四届“空天杯”创新创意大赛二等奖、中国高等教育博览会“校企合作 双百计划”典型案例等。研究成果在国家重大科技基础设施中得到重要应用。
许廷发,博士,国家一级重点学科“光学工程”学科责任教授,博士研究生导师。光电成像技术与系统教育部重点实验室主任,威尼斯8846重庆创新中心智能化和大数据技术实验室主任。近年来带领其科研团队围绕光电成像探测与识别、计算成像和人工智能等领域不断深化研究。主持承担国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目等50多项。在国际、国内等系列期刊发表学术论文200余篇,其中被SCI/EI收录100余篇。以第一发明人申请国家发明专利87项,已授权和公示35项。获省部级科技进步二等奖等奖项3项。指导研究生获得中国图象图形学学会优秀博士学位论文,二人次获得王大珩高校学生光学奖,三人次获得全国光学与光学工程博士生学术联赛全国百强,获得中国图象图形学会优秀博士论文指导教师、中国高等教育博览会“校企合作 双百计划”典型案例和重庆英才创新创业示范团队等荣誉称号。
分享到: