北理工團(tuán)隊(duì)在智能遙感影像處理領(lǐng)域取得新突破
發(fā)布日期：2024-11-18 供稿：光電學(xué)院 攝影：光電學(xué)院
編輯：盛筠 審核：董立泉 閱讀次數(shù)：
針對(duì)多時(shí)間,、多尺度遙感影像動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)的難題,，北京理工大學(xué)光電學(xué)院許廷發(fā)教授科研團(tuán)隊(duì)提出了多尺度變化感知Transformer的檢測(cè)方法取得突破性進(jìn)展。研究成果以 “Multi-scale Change-Aware Transformer for Remote Sensing Image Change Detection（MCAT）” 為題發(fā)表在國際計(jì)算機(jī)視覺頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議《Association for Computing Machinery Multimedia（ACM MM）》（CCF-A）,。ACM MM由國際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）發(fā)起,，是多媒體處理、分析與計(jì)算領(lǐng)域最具影響力的國際頂級(jí)會(huì)議,。論文的第一作者為北京理工大學(xué)陳歡博士研究生,，通訊作者為許廷發(fā)教授和李佳男副研究員。
為了捕捉遙感影像復(fù)雜場(chǎng)景的微弱變化信息,，科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種單流架構(gòu)的多尺度變化感知變換器（Mining Area Change Detection,，MACT）架構(gòu)，該架構(gòu)通過結(jié)合局部自注意力和跨時(shí)注意力機(jī)制,，比較了不同時(shí)間點(diǎn)圖像間動(dòng)態(tài)變換,，識(shí)別出變化區(qū)域特征；動(dòng)態(tài)調(diào)整不同階段窗口大小,，精確捕捉多尺度微弱變化,；構(gòu)建了多尺度變化增強(qiáng)聚合器（Multi-scale Change-Enhanced Aggregator，MCEA）,，細(xì)化變化特征局部細(xì)節(jié),，實(shí)現(xiàn)了不同層級(jí)高層語義信息融合，方法結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
圖1. MACT結(jié)構(gòu)圖
通過在不同數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證結(jié)果分析,，該方法實(shí)現(xiàn)了在不同階段多尺度特征融合，保持了檢測(cè)區(qū)域的內(nèi)部緊湊性和完整性,。圖2展示了在不同數(shù)據(jù)集上的變化檢測(cè)結(jié)果,。
圖2. 變化檢測(cè)結(jié)果圖
同時(shí)，針對(duì)遙感影像變化檢測(cè)數(shù)據(jù)庫缺乏,，科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了礦區(qū)遙感影像變化檢測(cè)（MACD）數(shù)據(jù)集,，數(shù)據(jù)集首次覆蓋了遙感影像多尺度變化、不規(guī)則形狀和復(fù)雜邊界等特征,，真實(shí)地反映了遙感影像變換場(chǎng)景,，如圖3所示。
圖3. MACD與其他數(shù)據(jù)集對(duì)比圖
該研究成果解決了多時(shí)間,、多尺度遙感影像動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)和數(shù)據(jù)集缺乏的難題,，為復(fù)雜場(chǎng)景遙感影像的微弱變化檢測(cè)和應(yīng)用提供了理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
論文詳情：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
論文鏈接：https://dl.acm.org/doi/10.1145/3664647.3680965
附作者簡介：
論文第一作者,，陳歡,， 2021級(jí)北京理工大學(xué)博士研究生,。主要從事高光譜成像和處理等方面的研究。以第一作者發(fā)表在國際頂刊IEEE TCSVT論文1篇,，頂會(huì)ACM MM論文1篇,。
論文通訊作者：
李佳男，博士,，北京理工大學(xué)光電學(xué)院預(yù)聘助理教授（特別副研究員）,，新加坡國立大學(xué)博士后。主要從事光電成像目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別等方面的研究,，主持國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目5項(xiàng),。以第一/共一作者發(fā)表IEEE TPAMI 4篇，IEEE TNNLS,、CVPR等論文11篇,，ESI高被引論文1篇；以通訊作者發(fā)表論文40余篇,；谷歌學(xué)術(shù)總引4000余次,。入選中國科協(xié)及北京市科協(xié)“青年人才托舉工程”項(xiàng)目，獲得中國圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文,，王大珩光學(xué)獎(jiǎng)等榮譽(yù),。指導(dǎo)學(xué)生獲得 ICCV 2021“反無人機(jī)跟蹤”挑戰(zhàn)賽國際冠軍及最佳論文獎(jiǎng)、第四屆“空天杯”創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng),、中國高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例等,。研究成果在國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中得到重要應(yīng)用。
許廷發(fā),，博士，國家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科“光學(xué)工程”學(xué)科責(zé)任教授,，博士研究生導(dǎo)師,。光電成像技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心智能化和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任,。近年來帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)圍繞光電成像探測(cè)與識(shí)別,、計(jì)算成像和人工智能等領(lǐng)域不斷深化研究。主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項(xiàng)目等50多項(xiàng),。在國際,、國內(nèi)等系列期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，其中被SCI/EI收錄100余篇,。以第一發(fā)明人申請(qǐng)國家發(fā)明專利87項(xiàng),，已授權(quán)和公示35項(xiàng)。獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)3項(xiàng),。指導(dǎo)研究生獲得中國圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文,，二人次獲得王大珩高校學(xué)生光學(xué)獎(jiǎng),，三人次獲得全國光學(xué)與光學(xué)工程博士生學(xué)術(shù)聯(lián)賽全國百強(qiáng)，獲得中國圖象圖形學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師,、中國高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例和重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團(tuán)隊(duì)等榮譽(yù)稱號(hào),。
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