北理工團隊在智能遙感影像處理領域取得新突破
發(fā)布日期：2024-11-18 供稿：光電學院 攝影：光電學院
編輯：盛筠 審核：董立泉 閱讀次數(shù)：
針對多時間,、多尺度遙感影像動態(tài)變化檢測的難題,，北京理工大學光電學院許廷發(fā)教授科研團隊提出了多尺度變化感知Transformer的檢測方法取得突破性進展。研究成果以 “Multi-scale Change-Aware Transformer for Remote Sensing Image Change Detection（MCAT）” 為題發(fā)表在國際計算機視覺頂級學術會議《Association for Computing Machinery Multimedia（ACM MM）》（CCF-A）,。ACM MM由國際計算機協(xié)會（ACM）發(fā)起,，是多媒體處理、分析與計算領域最具影響力的國際頂級會議,。論文的第一作者為北京理工大學陳歡博士研究生,，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雜場景的微弱變化信息,，科研團隊創(chuàng)新設計了一種單流架構的多尺度變化感知變換器（Mining Area Change Detection,，MACT）架構，該架構通過結(jié)合局部自注意力和跨時注意力機制,，比較了不同時間點圖像間動態(tài)變換,，識別出變化區(qū)域特征；動態(tài)調(diào)整不同階段窗口大小,，精確捕捉多尺度微弱變化；構建了多尺度變化增強聚合器（Multi-scale Change-Enhanced Aggregator,，MCEA）,，細化變化特征局部細節(jié)，實現(xiàn)了不同層級高層語義信息融合,，方法結(jié)構如圖1所示,。
圖1. MACT結(jié)構圖
通過在不同數(shù)據(jù)集上驗證結(jié)果分析，該方法實現(xiàn)了在不同階段多尺度特征融合,，保持了檢測區(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)集上的變化檢測結(jié)果。
圖2. 變化檢測結(jié)果圖
同時,，針對遙感影像變化檢測數(shù)據(jù)庫缺乏,，科研團隊構建了礦區(qū)遙感影像變化檢測（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)則形狀和復雜邊界等特征,，真實地反映了遙感影像變換場景,，如圖3所示。
圖3. MACD與其他數(shù)據(jù)集對比圖
該研究成果解決了多時間,、多尺度遙感影像動態(tài)變化檢測和數(shù)據(jù)集缺乏的難題,，為復雜場景遙感影像的微弱變化檢測和應用提供了理論和數(shù)據(jù)基礎。
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級北京理工大學博士研究生。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ACM MM論文1篇。
論文通訊作者：
李佳男,，博士,，北京理工大學光電學院預聘助理教授（特別副研究員），新加坡國立大學博士后,。主要從事光電成像目標探測與識別等方面的研究,，主持國家自然科學基金等項目5項。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,；谷歌學術總引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”項目,，獲得中國圖象圖形學學會優(yōu)秀博士學位論文,，王大珩光學獎等榮譽。指導學生獲得 ICCV 2021“反無人機跟蹤”挑戰(zhàn)賽國際冠軍及最佳論文獎,、第四屆“空天杯”創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎,、中國高等教育博覽會“校企合作 雙百計劃”典型案例等。研究成果在國家重大科技基礎設施中得到重要應用,。
許廷發(fā),，博士，國家一級重點學科“光學工程”學科責任教授,，博士研究生導師,。光電成像技術與系統(tǒng)教育部重點實驗室主任，北京理工大學重慶創(chuàng)新中心智能化和大數(shù)據(jù)技術實驗室主任。近年來帶領其科研團隊圍繞光電成像探測與識別,、計算成像和人工智能等領域不斷深化研究,。主持承擔國家自然科學基金委重大科研儀器研制項目等50多項。在國際,、國內(nèi)等系列期刊發(fā)表學術論文200余篇,，其中被SCI/EI收錄100余篇。以第一發(fā)明人申請國家發(fā)明專利87項,，已授權和公示35項,。獲省部級科技進步二等獎等獎項3項。指導研究生獲得中國圖象圖形學學會優(yōu)秀博士學位論文,，二人次獲得王大珩高校學生光學獎,，三人次獲得全國光學與光學工程博士生學術聯(lián)賽全國百強，獲得中國圖象圖形學會優(yōu)秀博士論文指導教師,、中國高等教育博覽會“校企合作 雙百計劃”典型案例和重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團隊等榮譽稱號,。
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