模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2021, Vol. 34 Issue (9): 777-786    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202109001
“深度学习算法及在图像与视觉的应用”专题 最新目录| 下期目录| 过刊浏览| 高级检索 |
基于深度强化学习的遥感图像可解释目标检测方法
赵佳琦1,2,3, 张迪1,2, 周勇1,2, 陈思霖1,2, 唐嘉澜1,2, 姚睿1,2
1.中国矿业大学 计算机科学与技术学院 徐州 221116
2.中国矿业大学 矿山数字化教育部工程研究中心 徐州 221116
3.中国矿业大学 灾害智能防控与应急救援创新研究中心 徐州 221116
Interpretable Object Detection Method for Remote Sensing Image Based on Deep Reinforcement Learning
ZHAO Jiaqi1,2,3, ZHANG Di1,2, ZHOU Yong1,2, CHEN Silin1,2, TANG Jialan1,2, YAO Rui1,2
1. School of Computer Science and Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116
2. Engineering Research Center of Mine Digitization of Ministry of Education, China University of Mining and Technology, Xu-zhou 221116
3. Innovation Research Center of Disaster Intelligent Prevention and Emergency Rescue, China University of Mining and Tech-nology, Xuzhou 221116

全文: PDF (4205 KB)   HTML (1 KB) 
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摘要 随着遥感技术的飞速发展,遥感图像目标检测在资源勘探、城市规划、自然灾害评估等方面得到广泛应用.遥感影像背景复杂、目标尺度较小,难以检测.针对此问题,文中提出基于深度强化学习的遥感图像可解释目标检测方法.首先,将深度强化学习应用于超快速区域神经网络中的候选区域生成网络,修改激励函数,提高对遥感图像的检测精度.然后,将原有参数量较大的主干网络轻量化,提高方法的检测速度和可移植性.最后,利用网络解剖方法对隐层表征的可解释性进行量化,赋予方法人类理解的可解释性概念.实验表明,文中方法在3个公开的遥感数据集上的性能有所提升.通过改进的网络解剖方法进一步验证方法的有效性.
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作者相关文章
赵佳琦
张迪
周勇
陈思霖
唐嘉澜
姚睿
关键词 遥感图像目标检测深度强化学习奖励函数    
Abstract:With the rapid development of remote sensing technology, object detection for remote sensing image is widely applied in many fields ,such as resource exploration, urban planning and natural disaster assessment. Aiming at the complex background and the small target scale of remote sensing images, an interpretable object detection method for remote sensing image based on deep reinforcement learning is proposed. Firstly, deep reinforcement learning is applied to the region proposal network in faster region-convolutional neural network to improve the detection accuracy of remote sensing images by modifying the excitation function. Secondly, the detection speed and portability of the model are improved by lightening the original backbone network with a large number of parameters. Finally, the interpretability of the hidden layer representation in the model is quantified using the network anatomy method to endow the model with an interpretable concept of human understanding. Experiments on three public remote sensing datasets show that the performance of the proposed method is improved and the effectiveness of the proposed method is verified by the improved network anatomy method.
Key wordsRemote Sensing Image    Object Detection    Deep Reinforcement Learning    Reward Function   
收稿日期: 2021-05-31     
ZTFLH: TP 391  
基金资助:国家自然科学基金项目(No.61806206,61772530)、江苏省自然科学基金项目(No.BK20180639,BK20201346)、江苏省六大高峰人才项目(No.2015-DZXX-010,2018-XYDXX-044)资助
通讯作者: 周 勇,博士,教授,主要研究方向为深度学习、遥感图像处理.E-mail:yzhou@cumt.edu.cn.   
作者简介: 赵佳琦,博士,副教授,主要研究方向为深度学习、计算机视觉、多目标优化.E-mail:jiaqizhao@cumt.edu.cn.
张 迪,博士研究生,主要研究方向为深度学习、遥感图像处理.E-mail:zhang_di@cumt.edu.cn.
陈思霖,硕士研究生,主要研究方向为计算机视觉、遥感图像目标检测.E-mail:silin.chen@cumt.edu.cn.
唐嘉澜,学士.E-mail:jialanT@stu.xjtu.edu.cn.
姚 睿,博士,副教授,主要研究方向为计算机视觉、机器学习.E-mail:ruiyao@cumt.edu.cn.
引用本文:   
赵佳琦, 张迪, 周勇, 陈思霖, 唐嘉澜, 姚睿. 基于深度强化学习的遥感图像可解释目标检测方法[J]. 模式识别与人工智能, 2021, 34(9): 777-786. ZHAO Jiaqi, ZHANG Di, ZHOU Yong, CHEN Silin, TANG Jialan, YAO Rui. Interpretable Object Detection Method for Remote Sensing Image Based on Deep Reinforcement Learning. , 2021, 34(9): 777-786.
链接本文:  
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