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FarSeg++:面向地物分割的前景感知关系网络用于高空间分辨率遥感影像

Liangpei Zhang Ailong Ma Junjue Wang Yanfei Zhong Zhuo Zheng

摘要

地物目标分割作为地球视觉任务中的基础性问题,在高空间分辨率(HSR)遥感影像中始终面临尺度变化、背景类内差异大以及前景与背景之间不平衡等挑战。现有的通用语义分割方法主要针对自然场景下的尺度变化问题,但在大范围地球观测场景中,后两个问题尚未得到充分关注。本文从关系建模、优化策略与目标性建模三个角度出发,提出了一种面向前景感知的关系网络(FarSeg++),有效缓解了上述两大难题。从关系建模的角度,本文设计了前景-场景关系模块,通过利用与目标-场景关系相关的前景相关上下文信息,增强前景特征的判别能力。从优化策略的角度,提出前景感知优化机制,在训练过程中聚焦于前景样本及背景中的难例样本,实现更均衡的优化过程。此外,从目标性建模的角度,设计了前景感知解码器,以提升对目标性的表征能力,从而缓解由经验上界分析揭示出的目标性预测这一主要瓶颈问题。为进一步验证所提方法的有效性,并推动目标性预测技术的发展,本文还构建了一个新的大规模高分辨率城市车辆分割数据集。实验结果表明,FarSeg++在性能上优于当前最先进的通用语义分割方法,在速度与精度之间实现了更优的权衡。


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