Change detection, as an important application for high-resolution remote sensing images, aims to monitor and analyze changes in the land surface over time. With the rapid growth in the quantity of high-resolution remote sensing data and the complexity of texture features, a number of quantitative deep learning-based methods have been proposed. Although these methods outperform traditional change detection methods by extracting deep features and combining spatial-temporal information, reasonable explanations about how deep features work on improving the detection performance are still lacking. In our investigations, we find that modern Hopfield network layers achieve considerable performance in semantic understandings. In this paper, we propose a Deep Supervision and FEature Retrieval network (Dsfer-Net) for bitemporal change detection. Specifically, the highly representative deep features of bitemporal images are jointly extracted through a fully convolutional Siamese network. Based on the sequential geo-information of the bitemporal images, we then design a feature retrieval module to retrieve the difference feature and leverage discriminative information in a deeply supervised manner. We also note that the deeply supervised feature retrieval module gives explainable proofs about the semantic understandings of the proposed network in its deep layers. Finally, this end-to-end network achieves a novel framework by aggregating the retrieved features and feature pairs from different layers. Experiments conducted on three public datasets (LEVIR-CD, WHU-CD, and CDD) confirm the superiority of the proposed Dsfer-Net over other state-of-the-art methods. Code will be available online (https://github.com/ShizhenChang/Dsfer-Net).


翻译:变化检测作为高分辨率遥感图像的重要应用之一,旨在监测和分析地表的时间变化。随着高分辨率遥感数据数量的迅速增长和纹理特征的复杂化,许多基于深度学习的定量方法已经被提出。虽然这些方法通过提取深层特征和融合时空信息优于传统的变化检测方法,但关于深层特征如何改善检测性能的合理解释仍然缺乏。在我们的研究中,我们发现现代Hopfield网络具有相当的语义理解能力。在本文中,我们提出了一种基于深度监督和特征检索网络(Dsfer-Net)的双时相变化检测方法。具体来说,通过完全卷积的孪生网络共同提取双时相图像的高度代表性的深层特征。基于双时相图像的序列地理信息,我们设计了一个特征检索模块来检索差异特征,并以深度监督的方式利用区分信息。我们还注意到,深度监督特征检索模块提供了有关所提出网络在其深层中的语义理解的可解释证明。最后,通过聚合来自不同层的检索特征和特征对,该端到端网络实现了一种新的框架。在LEVIR-CD,WHU-CD和CDD三个公共数据集上进行的实验证实了所提出的Dsfer-Net优于其他最先进方法。代码将在网上开放 (https://github.com/ShizhenChang/Dsfer-Net)。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2021】用于视频分割的密集无监督学习
专知会员服务
14+阅读 · 2021年11月14日
【CVPR2021】用Transformers无监督预训练进行目标检测
专知会员服务
55+阅读 · 2021年3月3日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
论文笔记之Feature Selective Networks for Object Detection
统计学习与视觉计算组
21+阅读 · 2018年7月26日
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2022年3月16日
Arxiv
12+阅读 · 2019年4月9日
VIP会员
相关VIP内容
【NeurIPS2021】用于视频分割的密集无监督学习
专知会员服务
14+阅读 · 2021年11月14日
【CVPR2021】用Transformers无监督预训练进行目标检测
专知会员服务
55+阅读 · 2021年3月3日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员