TopPixel Loss:类别不均衡的遥感影像语义分割损失函数

摘要

针对遥感影像中类别不均衡的小目标分割效果不理想的问题,提出了一种类别不均衡小目标二分类分割的损失函数——TopPixelLoss损失函数.首先计算出每个像素的交叉熵,然后将所有像素的交叉熵按从大到小进行排序,随后确定一个K值作为阈值,筛选出前K个交叉熵最大的像素,最后对于筛选出的K个像素交叉熵取平均,做为损失值.在ISPRS提供的Vaihingen数据集上,使用PSPNet网络与普通交叉熵、FocalLoss、TopPixelLoss三种损失函数分别对车辆进行二分类分割试验.结果表明,不同的K值,使用TopPixelLoss损失函数的平均交并比(MIoU)、F1-score、准确度(ACC)都最高;当K值为5×104时效果最佳,MIoU、F1-score、ACC分别比FocalLoss提高了3.0％、5.0％、0.1％.TopPixelLoss损失函数是一种针对类别不均衡分割非常有效的损失函数.