系统工程与电子技术 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 1167-1173.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.04.04

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基于HRNet的高分辨率遥感影像道路提取方法

陈雪梅1,2, 刘志恒1,2,*, 周绥平1, 余航1, 刘彦明1   

  1. 1. 西安电子科技大学空间科学与技术学院, 陕西 西安 710126
    2. 自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室, 陕西 西安 710054
  • 收稿日期:2023-01-19 出版日期:2024-03-25 发布日期:2024-03-25
  • 通讯作者: 刘志恒
  • 作者简介:陈雪梅 (1999—), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为遥感图像处理
    刘志恒 (1990—), 男, 讲师, 博士, 主要研究方向为遥感科学与技术
    周绥平 (1968—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为分布式虚拟环境、人工智能与空间科学大数据分析
    余航 (1982—), 男, 副教授, 博士, 主要研究方向为图像分割与计算机视觉
    刘彦明 (1966—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为电子通信与雷达探测
  • 基金资助:
    自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室项目(2022-08);陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-QN-0299);中央高校基本科研业务费(XJS221307)

Road extraction from high-resolution remote sensing images based on HRNet

Xuemei CHEN1,2, Zhiheng LIU1,2,*, Suiping ZHOU1, Hang YU1, Yanming LIU1   

  1. 1. School of Aerospace Science & Technology, Xidian University, Xi'an 710126, China
    2. Key Laboratory of Mine Geological Hazards Mechanism and Control, Ministry of Natural Resources, Xi'an 710054, China
  • Received:2023-01-19 Online:2024-03-25 Published:2024-03-25
  • Contact: Zhiheng LIU

摘要:

高分辨率遥感影像中,传统的道路提取方法存在着精度低、鲁棒性低的问题,提出基于高分辨率网络(high-resolution net, HRNet)实现高分辨率遥感影像道路分割。对HRNet进行改进,将相同分辨率的HRNet子网的输出与输出层结果进行拼接并输入非局部块,两个损失函数Cross-entropy Loss和Dice Loss用来解决道路数据集样本不平衡问题。实验结果表明,改进的HRNet在公开的CHN6-CUG道路数据集上的分割性能与其他方法相比对道路的提取效果更好,在召回率、均交并比和F1分数3个方面分别达到了97.65%、84.91%和97.25%。

关键词: 高分辨率网络, 非局部块, 遥感影像, 深度学习

Abstract:

In response to the problems of low accuracy and weak robustness in traditional road extraction from high-resolution remote sensing images, a high-resolution net (HRNet) based approach is proposed to achieve road segmentation in high-resolution remote sensing images. This article improves HRNet by concatenating the output of HRNet subnets of the same resolution with the output layer results and inputting the above into non-local block. The two loss functions, Cross-entropy Loss and Dice Loss, are used to solve the problem of imbalanced road dataset samples. The experimental results show that the improved HRNet performs better in road extraction on the publicly available CHN6-CUG road dataset compared to other methods, achieving 97.65%, 84.91%, and 97.25% respectively in recall, mean intersection over union (MIoU), and F1 score.

Key words: high-resolution net (HRNet), non-local block, remote sensing image, deep learning

中图分类号: