本文選題：深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　切入點：遙感圖像　出處：《南京理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：變化檢測是指對同一地區(qū)不同時相影像的地表變化信息進行監(jiān)測,可以定性或定量地分析地表的變化特征和過程。檢測出不同時相的遙感圖像之間變化的區(qū)域是一項挑戰(zhàn)性的技術(shù),傳統(tǒng)的方法中檢測流程較繁瑣,如需要配準、輻射校正等預處理過程,構(gòu)造差異圖,分析差異圖等。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層的非線性映射使其具備了擬合逼近任意函數(shù)形式的能力,因此能構(gòu)造出復雜的分類面,高質(zhì)量地完成模式分類識別任務(wù)。本文研究利用深度網(wǎng)絡(luò)解決遙感圖像變化檢測問題,相對傳統(tǒng)方法實現(xiàn)了流程的簡化,變化檢測精度的提升。本文主要包括以下三個方面的工作:(1)提出了一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感圖變化檢測問題中的差異圖構(gòu)造方法。該方法使用了兩個深度置信網(wǎng)分別接受兩幅待檢測變化的遙感圖的輸入,由兩深度置信網(wǎng)的輸出構(gòu)造差異圖,根據(jù)變化檢測問題的需要,設(shè)計了雙向BP調(diào)優(yōu)算法用于對深度置信網(wǎng)進行訓練,增加構(gòu)造出的差異圖中變化區(qū)域與不變區(qū)域的分離度。比傳統(tǒng)的方法相比,提出的方法免去輻射校正預處理過程,差異圖的質(zhì)量顯著提升。(2)設(shè)計了一種組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器,并推導給出了它的訓練算法。兩個獨立的深度置信網(wǎng)連接Logistic Regression分類器構(gòu)成組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成由兩遙感圖像像素值到變或不變類別的完整映射,將傳統(tǒng)的方法中的繁瑣流程如輻射校正,構(gòu)造差異圖,分析差異圖等統(tǒng)一地納入組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中,方法具有顯著的簡潔性,且具有較高精度的變化檢測結(jié)果。組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法與一種已提出的用于遙感圖像變化檢測問題的單深度置信網(wǎng)模型相比,更適合于遙感圖像變化檢測問題,分類正確率更高,能得到噪聲點更少的變化檢測結(jié)果。(3)研究了使用深度置信網(wǎng)分析差異圖方法。設(shè)計了兩種差異圖分析方法,深度置信網(wǎng)對差異圖進行特征提取而后在特征空間中進行聚類,稱為DBN-kmeans方法,對DBN進行有監(jiān)督訓練,實現(xiàn)對差異圖中像元點進行變化或不變的二分類方法稱為DBN分析法。與主成分聚類分析方法相比,在一些數(shù)據(jù)集上,基于深度置信網(wǎng)方法的結(jié)果能勾勒更正確的局部輪廓,變化檢測結(jié)果的質(zhì)量有所提升。
[Abstract]:Change detection refers to the monitoring of surface change information in different images of the same area. It is a challenging technique to detect the regions of variation between remote sensing images in different phases, and the traditional methods are more complicated, such as registration. Radiation correction and other preprocessing processes, such as constructing difference map, analyzing difference map, etc. The multi-layer nonlinear mapping of depth neural network has the ability to fit and approximate any function form, so it can construct complex classification surface. The task of pattern classification and recognition is accomplished with high quality. In this paper, the problem of remote sensing image change detection is solved by using depth network, and compared with the traditional method, the flow chart is simplified. This paper mainly includes the following three aspects: 1) this paper presents a method of constructing difference map in remote sensing image change detection problem based on depth neural network. Two depth sets are used in this method. The network receives input from two remote sensing images to be detected, According to the need of change detection problem, a bidirectional BP optimization algorithm is designed to train the depth confidence net by constructing the difference map from the output of the two depth confidence nets. Compared with the traditional method, the proposed method eliminates the process of radiation correction preprocessing, and the quality of the difference map is significantly improved. (2) A combined neural network classifier is designed. Its training algorithm is derived and given. Two independent depth confidence nets are connected with Logistic Regression classifiers to form a combined neural network. The combined neural network completes the complete mapping from pixel values of two remote sensing images to variable or invariant categories. The traditional methods, such as radiation correction, construction of difference maps and analysis of difference maps, are brought into the combinational neural network in a unified way. Compared with the proposed single depth confidence net model for remote sensing image change detection, the combined neural network method is more suitable for remote sensing image change detection, and the classification accuracy is higher. The method of using depth confidence net to analyze the difference map is studied. Two different map analysis methods are designed. The depth confidence net extracts the feature of the difference map and clusters it in the feature space. The two classification method called DBN-kmeans method, which can train DBN supervised and realize the change or invariance of pixel points in the difference graph, is called DBN analysis method. Compared with principal component clustering analysis method, on some data sets, The results based on the depth confidence net method can outline more accurate local contours and improve the quality of the change detection results.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP751;TP183

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