本申请涉及一种遥感数据变化检测系统,包括:基于单流的轻量化变化检测网络模型Lite‑CDNet,该模型包括深度特征融合模块DFFM、多尺度特征提取器以及多尺度轴向注意力模块MAA;通过深度特征融合模块DFFM对输入的双时相图像进行特征融合后,利用轻量化网络模型ShuffleNetv2进行多尺度特征提取,并通过多尺度轴向注意力模块MAA帮助模型识别变化的区域特征并改进特征细节;在训练过程中使用渐进式变化平衡采样策略PCBS来促进模型收敛。本申请能够保证检测精度,同时解决数据样本不平衡问题。
背景技术
变化检测是利用多时相遥感数据检测和提取同一地理区域内物体的变化,被广泛应用于不同的遥感领域,如土地管理、灾害评估、城市扩展调查,生态监测等。
总体来看,在轻量化变化检测模型研究上,目前包括端到端的单流变化检测模型LightCDNet,该模型以双时相图像为输入,通过特征融合模块将两张图像在通道层面进行融合,模型的参数量相对于双流结构下降一半,所以模型较为轻量,但原始图像特征丢失严重,导致检测精度低下。对于数据不平衡问题,目前还有研究者提出一种模型,讨论了一些解决数据不平衡问题的方法,但是并没有从非线性增加的角度进行考虑。
现有相关技术,在变化检测模型轻量化的设计中,早期融合策略可以显著地减少模型的规模,它的操作原则是在图像输入到模型之前,尽可能确保输入的双时相图像没有信息丢失的基础上,先将两幅图像在通道维度上串联起来,合并成一幅多光谱图像、然后使用单流网络进行后续的变化检测任务。但早期融合由于过早地混合两幅图像的特征,缺乏对变化特征的合理引导,最终导致检测精度不高。为在保持信息完整性的同时提高轻量级变化检测模型的准确性,需要提升早期融合的特征引导能力。
而其他现有的变化检测模型大多忽略数据样本正负不平衡的问题,直接从数据中学习特征,导致模型产生次优的检测精度。已有一些方法试图通过设计新的损失函数,合成CD样本,增加正样本的数量并使用迁移学习的方式来解决不平衡问题,但这些解决方案都不同程度地加大了模型的计算量与复杂度,没有从调整模型训练的角度来解决数据样本不平衡问题。
实现思路