基于深度学习的卫星图像道路分割算法
2021-10-15张新华黄梦醒李玉春单怡晴冯思玲
张新华,黄梦醒,张 雨,李玉春,单怡晴,冯思玲
(1.海南大学 计算机与网络空间安全学院,海口 570228;2.海南大学 信息与通信工程学院,海口 570228)
0 概述
道路是影响自动驾驶技术的重要因素,道路的精确度影响地图的准确性,但是由于社会的快速发展,道路规划的频率也越来越快[1-3]。目前获取道路的方式有:使用车载激光扫描设备,通过遍历扫描信息的方式获取路面信息,但是人力物力耗资巨大;使用航空或者卫星图像,通过技术方法获取道路信息,能够节省大量的人力和时间[4-6]。
近年来,深度学习在计算机视觉、图像分类及图像分割等领域取得重大的成果。深度学习特殊的网络结构可以通过神经元将提取的特征值传递,每一层对上一层传递的特征再进行提取学习继续传递,从而提取最优的特征值[7-9]。在图像语义分割领域的方法包括AlexNet、FCN、U_Net、SegNet以及ResNet。AlexNet实现了在卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)中成功应用ReLU、Dropout 和LRN(Local Response Normalization)等Trick[10];FCN 将AlexNet、VGG 全连接层改为卷积层,FCN[11]下采样对图像进行特征提取,对上采样进行反卷积,保证输出图像和输入图像大小相同;NOH[12]等在FCN 网络架构的基础上,提出学习一个多层反卷积网络代替简单的双线性插值;BADRINARAYANAA 等[13]提出SegNet 基于编码器-解码器架构,卷积层和池化层组成了编码器,卷积层和上采样层组成了解码器。编码器的作用是提取特征图像,解码器的作用是将特征图像返回到和输入图像大小一致。
SegNet 与反卷积网络相同点是网络结构相似,不同点是SegNet 去除了网络中间的2 个全连接层,并采用Batch Normalization 方法和Softmax 分类器;……
