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专利号: 2024104331914
申请人: 成都理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:包括以下步骤;

S1,构造数据集;

获取不同场景的遥感影像,粗略标注每张遥感影像的标签,将带有标签的遥感图像作为训练样本,构成数据集,所述标签包括目标的真实类别和真实框;

S2,构造双检测头交叉矫正网络;

所述双检测头交叉矫正网络包括骨干网络、颈部网络和检测头部网络,所述检测头部网络包括两个检测头DA和DB,DA和DB结构相同并随机初始化参数,其中,骨干网络、颈部网络与DA构成第一检测网络MA,骨干网络、颈部网络与DB构成第二检测网络MB;

S3,用数据集训练双检测头交叉矫正网络,得到第一检测模型M1,所述M1用于输入遥感图像,并分别经DA和DB得到遥感图像的预测输出,所述预测输出包括目标的预测类别概率和预测框;

S4,由MA和MB分别基于加权融合生成目标的第二预测框tA和tB,包括S41~S45;

S41,将训练样本x送入M1,经骨干网络和颈部网络后,对每个目标,输出一预测框集合,剔除负样本框,得到集合B;

S42,经检测头DA获取集合B中所有正样本框的类别分数,构成类别分数集合CA,计算CA中类别分数总和ts;

S43,对集合B中每个正样本框,根据其类别分数在ts中所占的权重,更新坐标参数,得到*对应的更新样本框,再求和得到目标的融合框P ;

S44,计算集合B中每个正样本框与真实框的IoU值,构成IoU集合U,计算CA和U的协方差Cov(CA,U),若Cov(CA,U)≥0,根据下式生成MA对目标的第二预测框tA,否则将真实框作为tA;

* *

ω为t 的权重,t 为训练样本x的真实框;

S45,由检测头DB获取集合B中所有正样本框的类别分数,按步骤S43~S44的方法,生成MB对目标的第二预测框tB;

S5,双检测头交叉矫正,包括S51 S52;

~

S51,对数据集中的每个训练样本生成伪标签,其中训练样本x的伪标签 根据下式得到;

式中,yA、yB分别为CA和CB中的最大值,为伪标签类别,为伪标签边界框;

S52,构造联合监督损失L;

式中,LS为模型M1的损失函数,LP为伪标签监督损失函数, 为分类损失函数,为边界框回归损失函数, 为预测类别概率, 为预测框;

S6,预设迭代次数,用随机梯度下降法最小化L调整模型M1的参数,并更新数据集,迭代结束后得到的数据集作为纠正数据集,其中一次迭代训练为;

将数据集送入M1,每个训练样本经M1得到两个第二预测框tA和tB,并经双检测头交叉矫正得到伪标签,用伪标签替换训练样本的标签,更新训练样本,构成下次迭代训练的数据集,并用随机梯度下降法调整模型M1的参数;

S7,用纠正数据集训练一目标检测模型,用于遥感图像的预测输出;

S42中,目标的类别分数总和 ,其中,ti为集合B中第i个正样本框的类别分数,T为正样本框总数,i=1 T;

~

S43具体为;

Sa1,集合B中第i个正样本框bi的坐标参数 、 、 、 ,根据下式进行更新,得到更新样本框 的坐标参数 、 、 、 ;

其中,ti为集合B中第i个正样本框的类别分数,T为正样本框总数,i=1~T,z为bi的1个坐标参数, , 、 、 、 分别为第i个正样本框的x轴最小值、x轴最大值、y轴最小值、y轴最小值;

*

z 为 的1个坐标参数, , 、 、 、 分别为 的x轴最小值、x轴最大值、y轴最小值、y轴最小值;

Sa2,对所有更新样本框对应的坐标参数求和,得到融合框 的坐标参数 、 、、 ,分别为 的x轴最小值、x轴最大值、y轴最小值、y轴最小值;

、 、 、 。

2.根据权利要求1所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:S3中,第一检测模型M1的训练方法为;

构造双检测头交叉矫正网络的损失函数LS,采用随机梯度下降法最小化LS得到M1,其中,LS=LA+LB,LA、LB分别为MA和MB的损失函数。

3.根据权利要求2所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:LA、LB分别根据下式得到;

式中,对训练样本x,LA、LB分别为检测头DA和DB的损失函数,Ncls、Nreg分别为分类损失函数 和边界框回归损失函数 的标准化常数,λ为平衡系数,tA、tB分别为DA和* *DB的预测框,y 为训练样本x的真实类别,t 为训练样本x的真实框。

4.根据权利要求1所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:分类损失函数 、边界框回归损失函数 分别根据下式得到;

*

式中,对训练样本x,y为训练样本的伪标签类别,t为训练样本的伪标签边界框,y 为训*练样本x的真实类别,t 为训练样本x的真实框, 为Smooth L1损失函数。

5.根据权利要求1所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:S44中,集合B中第i个正样本框bi与真实框的IoU值Ui根据下式计算;

*

式中,t 为训练样本x的真实框。

6.根据权利要求1所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在*于:P 的权重ω根据以下方法得到;

Sb1,对每个目标对应的集合B,获取每个正样本框的中心点,构成中心点集合 ,其中集合B中第i个正样本框的中心点为 , ,i=1 T,T为正样本框总~

数;

Sb2,计算 的标准差 、的平均值 、该目标真实框的中心点 ;

Sb3,根据下式计算ω;

式中, 为 和 的欧式距离。

7.根据权利要求1所述的一种基于交叉矫正网络的遥感影像目标检测方法,其特征在于:S41中,采用NMS算法剔除负样本框。