激光与光电子学进展, 2018, 55 (2): 022802, 网络出版: 2018-09-10   

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High Resolution Remote Sensing Image Classification Combining with Mean-Shift Segmentation and Fully Convolution Neural Network
作者单位
1 中国矿业大学环境与测绘学院, 江苏 徐州 221116
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
图 & 表

图 1. FCN的基本结构

Fig. 1. Basic structure of FCN

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图 2. 网络结构示意图

Fig. 2. Diagram of network structure

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图 3. 区域合并示意图

Fig. 3. Diagram of regional consolidation

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图 4. 分类实验流程图

Fig. 4. Flow chart of classification method

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图 5. 原始影像与标签数据示例。(a)示例1;(b)示例2

Fig. 5. Original images and tag data examples. (a) Example 1; (b) example 2

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图 6. 不同方法的分类结果。(a)原始实验影像;(b)均值漂移①分割结果;(c)均值漂移②分割结果;(d)均值漂移③分割结果;(e)真实分类图;(f) SVM分类结果;(g) ANN分类结果;(h) FCN-16分类结果;(i) FCN-8分类结果;(j) FCN分类结果;(k)加入均值漂移①分割结果的FCN分类结果;(l)加入均值漂移②分割结果的FCN分类结果;(m)加入均值漂移③分割结果的FCN分类结果

Fig. 6. Classification results of different methods. (a) Original image; (b) segmentation result of mean-shift ①;(c) segmentation result of mean-shift ②; (d) segmentation result of mean-shift ③; (e) true classification image;(f) classification result of SVM ; (g) classification result of ANN; (h) classification result of FCN-16; (i) classification result of FCN-8; (j) classification result of proposed FCN; (k) classification result of proposed FCN adding segmentation result of mean-shift ①; (l) classifi

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图 7. 部分细节标注图。(a)真实分类图;(b) FCN-16分类结果;(c)加入均值漂移②分割结果的FCN分类结果

Fig. 7. Marked images of some details. (a) True classification image; (b) classification result of FCN-16; (c) classification result of proposed FCN adding segmentation result of mean-shift ②

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表 1SVM分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table1. Confusion matrice and overall accuracy of SVM classification method%

Type ofgroundBFWRSG
B81.78.12.145.264.145.8
F3.870.015.18.87.26.9
W0.50.479.600.10
R11.614.42.543.613.34.5
S0.70.10.10.26.70.8
G1.77.10.72.18.642.0
OA66.08

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表 2ANN分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table2. Confusion matrice and overall accuracy of ANN classification method%

Type ofgroundBFWRSG
B82.011.22.551.172.553.0
F4.468.312.07.48.132.5
W0.43.783.40.61.92.8
R13.216.82.240.917.511.7
S000000
G000000
OA64.79

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表 3FCN-16分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table3. Confusion matrice and overall accuracy of FCN-16 classification method%

Type ofgroundBFWRSG
B86.32.6018.8634.530.38
F4.182.75.8420.9328.5251.52
W1.71.792.563.812.8811.69
R2.75.60.1434.561.700.14
S3.81.90.301.3219.8013.37
G1.45.61.1620.5112.5722.91
OA71.6

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表 4FCN-8分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table4. Confusion matrice and overall accuracy of FCN-8 classification method%

Type ofgroundBFWRSG
B83.543.680.1421.2435.778.49
F8.1389.598.9338.1028.2736.16
W1.910.5789.922.162.902.18
R2.463.250.4622.965.542.40
S1.060.190.011.679.771.61
G2.902.720.5413.8717.7549.16
OA68.8

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表 5所提FCN分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table5. Confusion matrice and overall accuracy of proposed FCN classification method%

Type ofgroundBFWRSG
B86.20.83010.6114.31.8
F1.9782.412.3411.1519.426.2
W0.230.3096.773.962.70
R4.5913.390.5569.5110.41.1
S6.361.810.323.3652.74.7
G0.621.260.021.420.466.3
OA80.90

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表 6加入均值漂移①分割结果的FCN分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table6. Confusion matrice and overall accuracy of proposed FCN adding segmentation result of mean-shift ①%

Type ofgroundBFWRSG
B86.70.8014.118.57.4
F1.284.72.69.917.310.0
W00.696.22.91.70
R4.511.51.068.99.34.5
S5.32.00.24.153.19.6
G0.30.400.10.168.6
OA82.1

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表 7加入均值漂移②分割结果的FCN分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table7. Confusion matrice and overall accuracy of proposed FCN adding segmentation result of mean-shift ②%

Type ofgroundBFWRSG
B91.01.8017.916.58.9
F1.082.62.98.714.314.3
W00.895.02.11.60
R5.413.11.669.59.00.3
S2.11.70.61.858.50
G0.50.1000.176.5
OA83.5

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表 8加入均值漂移分割结果③的FCN分类方法的混淆矩阵与总体精度

Table8. Confusion matrice and overall accuracy of proposedFCN adding segmentation result of mean-shift ③%

Type ofgroundBFWRSG
B85.51.0018.218.912.8
F0.979.12.08.212.90
W00.694.52.51.20
R8.717.83.268.015.35.7
S3.91.30.32.351.10
G1.00.100.80.781.5
OA79.4

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方旭, 王光辉, 杨化超, 刘慧杰, 闫立波. 结合均值漂移分割与全卷积神经网络的高分辨遥感影像分类[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(2): 022802. Xu Fang, Guanghui Wang, Huachao Yang, Huijie Liu, Libo Yan. High Resolution Remote Sensing Image Classification Combining with Mean-Shift Segmentation and Fully Convolution Neural Network[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(2): 022802.

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