遥感图像中油罐目标精确定位与参数提取

摘要

目的 浮动顶油罐是遥感图像中具有圆形特征的典型人造目标,其高精度定位与参数提取问题是一类代表性的应用问题,针对该问题,传统的基于圆形特征的变换域提取方法鲁棒性差,参数选择需要不断手动调整;基于深度学习的方法利用对已有标注图像的训练求解网络参数,提高了自动化程度,但对于圆形目标而言,覆盖圆周需要较大的感受野,这对应较大的网络结构,随之带来细节信息缺失或参数量、运算量增大的问题.本文针对油罐的定位与参数提取问题,将传统特征提取与深度学习结合,提出了一种计算量小、精度高的方法.方法 基于快速径向对称变换(fast radial symmetry transform,FRST)后的变换域数据及原始数据构建了卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN),给出了训练过程及参数选择,有效地将圆形特征的先验引入深度学习过程,计算复杂度低,用较少层的网络实现了高精度的定位.结果 基于SkySat数据的实验表明,该方法比单纯基于深度学习的方法在相同网络量级上精度得到了有效提高,预测误差平均降低了17.42％,且随着网络深度的增加,精度仍有明显提高,在较浅层次网络中,预测误差平均降低了19.19％,在较深层次网络中,预测误差平均降低了15.66％.结论 本文针对油罐遥感图像定位与参数提取问题,提出了一种基于变换域特征结合深度学习的方法,有效降低了计算量,提升了精度和稳定性.本文方法适用于油罐等圆形或类圆形目标的精确定位和参数提取.