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HighRes-Net: Rekursive Fusion für die Mehrfach-Bildraumvergrößerung von Satellitenbildern

Michel Deudon Alfredo Kalaitzis Israel Goytom Md Rifat Arefin Zhichao Lin Kris Sankaran Vincent Michalski Samira E. Kahou Julien Cornebise Yoshua Bengio

Zusammenfassung

Generatives Deep Learning hat eine neue Welle von Super-Resolution (SR)-Algorithmen ausgelöst, die einzelne Bilder mit beeindruckenden ästhetischen Ergebnissen verbessern, auch wenn diese teilweise imaginäre Details enthalten. Multi-Frame Super-Resolution (MFSR) bietet einen fundierteren Ansatz für das schlecht gestellte Problem, indem es auf mehrere niedrige Auflösungsansichten konditioniert. Dies ist wichtig für die Satellitenaufklärung menschlichen Einflusses auf den Planeten – sei es durch Entwaldung oder Menschenrechtsverletzungen –, die auf verlässliche Bildmaterialien angewiesen sind. Zu diesem Zweck präsentieren wir HighRes-net, den ersten tiefen Lernalgorithmus für MFSR, der seine Teilprobleme in einem end-to-end-Prozess lernt: (i) Ko-Registrierung, (ii) Fusion, (iii) Aufsampling und (iv) Registrierung im Verlustfunktionsschritt. Die Ko-Registrierung der niedrigen Auflösungsansichten wird implizit durch einen Referenzrahmen-Kanal gelernt, ohne ein explizites Registrierungsverfahren. Wir lernen einen globalen Fusionselementator, der rekursiv auf beliebig viele niedrige Auflösungs-Paare angewendet wird. Wir führen einen registrierten Verlust ein, indem wir lernen, die SR-Ausgabe anhand von ShiftNet mit der Ground Truth auszurichten. Wir zeigen, dass durch das Lernen tiefer Repräsentationen mehrerer Ansichten niedrige Auflösungssignale super-auflösend verbessert und Erdbeobachtungsdaten skaliert erhöht werden können. Unser Ansatz hat kürzlich den Wettbewerb der Europäischen Weltraumagentur (European Space Agency) zu MFSR auf realen Satellitenbildern gewonnen.


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