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专利号: 2023109341640
申请人: 广东海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:获取数据集,所述数据集包含作为源样本的遥感图像;

构造由多个结构相同但初始参数不同的神经网络,将所述数据集输入多个所述神经网络,以得到不确定性映射向量;

构建遥感图像识别网络,采用批量训练方法,将所述数据集输入至遥感图像识别网络进行训练,得到特征映射;

对所述不确定性映射向量进行二值化处理得到掩码向量,对掩码向量和特征映射做点积操作,得到具有高置信度的特征向量;

确定所述特征向量的损失函数,基于所述损失函数对遥感图像识别网络进行训练,得到场景识别模型;

获取待识别的遥感图像,将所述遥感图像输入所述场景识别模型,得到所述遥感图像的场景类别。

2.根据权利要求1所述的一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述构造由多个结构相同但初始参数不同的神经网络,将所述数据集输入多个所述神经网络,以得到不确定性映射向量,包括:构造K个结构相同但参数不同的神经网络 , ,每个神经网络都含有特征提取模块和分类模块;

将所述数据集构建为训练集 和测试集 ,在训练过程中,采用批量训练的方法,将所述训练集 按批量大小 分为多个批次的输入数据依次输入神经网络 中进行训练,对于每一批次的输入数据 获取由神经网络 的特征提取模块输出的特征映射 ,在经过分类模块后,得到特征映射 对应的预测结果分类结果 ;

确定预测结果分类结果的概率分布,基于所述概率分布得到模型分类损失 ;

将所述测试集 按批量大小 分为多个批次的测试数据依次输入神经网络 中进行训练,对于每一批次的测试数据 ,基于所述模型分类损失获取K个由特征提取模块输出的全局特征映射 ,使用以下公式计算测试数据 的不确定性映射向量 :

3.根据权利要求2所述的一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述基于所述概率分布得到模型分类损失 包括:采用以下公式计算得到模型分类损失 :

其中, 为数据的真实概率分布, 为模型

预测的概率分布。

4.根据权利要求3所述的一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述构建遥感图像识别网络,采用批量训练方法,将所述数据集输入至遥感图像识别网络进行训练,得到特征映射,包括:构建具有特征层和分类层的遥感图像识别网络 ,将训练集 组成三元组,采用批量训练方法,将训练集 按照批量大小 分为多个批次的测试数据依次输入至遥感图像识别网络 进行训练,每一个输入 经过特征层后均可得到对应图像的特征映射, 。

5.根据权利要求4所述的一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述对所述不确定性映射向量进行二值化处理得到掩码向量,对掩码向量和特征映射做点积操作,得到具有高置信度的特征向量,包括:将不确定性映射向量 设立一个阈值 进行二值化后,得到掩码向量 ;具体地,若不确定性映射向量中的像素灰度值小于阈值 则全为0,若大于阈值 则全为255;

采用公式 将掩码向量 与图像特征映射 做点积操作,得到具有高置信度的特征向量 。

6.根据权利要求5所述的一种基于不确定性量化的遥感场景识别方法,其特征在于,所述确定所述特征向量的损失函数,基于所述损失函数对遥感图像识别网络进行训练,得到场景识别模型,包括:对特征向量 计算三元组损失函数 ,基于标签平滑损失函数 和三元组损失函数 确定损失函数 ,其中:

其中, 为源样本的标签, 为平滑因子, 是从高斯分布中随机采样的值;

分别表示组成三元组的源样本、负样本和正样本的高维特征向量, 分别代表正样本对和负样本对的欧式距离, 代表三元组损失的间距阈值, 代表取正值;

使用SGD算法对遥感图像识别网络进行训练,直至确定最小化损失函数的参数,得到场景识别模型。

7.一种基于不确定性量化的遥感场景识别系统,其特征在于,所述系统包括:至少一个处理器;

至少一个存储器,用于存储至少一个程序;

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至6任一项所述的基于不确定性量化的遥感场景识别方法。

8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,其特征在于,所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至6中任意一项所述的基于不确定性量化的遥感场景识别方法。