17 天前

遥感图像语义变化检测的联合时空建模

Lei Ding, Jing Zhang, Kai Zhang, Haitao Guo, Bing Liu, Lorenzo Bruzzone
遥感图像语义变化检测的联合时空建模
摘要

语义变化检测(Semantic Change Detection, SCD)是指在遥感图像(Remote Sensing Images, RSIs)中同时提取发生变化的区域及其变化前后的语义类别,这一任务相较于二值变化检测(Binary Change Detection, BCD)更具意义,因为它能够实现对观测区域的精细化变化分析。以往的研究通常采用三分支卷积神经网络(CNN)架构作为SCD的主流范式。然而,在变化样本数量有限的情况下,如何有效挖掘和利用语义信息仍面临挑战。为此,本文提出一种联合建模时空依赖关系的新方法,以提升SCD的检测精度。首先,我们设计了一种语义变化Transformer模型(Semantic Change Transformer, SCanFormer),显式地建模双时相遥感图像之间的“从—到”语义迁移关系;随后,引入一种语义学习机制,利用与SCD任务内在一致的时空约束条件,引导语义变化的学习过程。所提出的网络结构(SCanNet)在关键语义变化的检测能力以及双时相结果的语义一致性方面,均显著优于基线方法。该方法在两个主流基准数据集上均取得了当前最优(State-of-the-Art, SOTA)的性能表现。

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