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更多模态意味着更好:多模态深度学习应用于遥感影像分类

计算机视觉与模式识别 2020-08-13 v1 图像与视频处理

摘要

对地物表层或地下材料的分类与识别长期以来是地球科学与遥感(RS)中基础而具挑战的研究课题,并因深度学习技术的近期进展而受到日益关注。尽管深度网络已成功应用于单模态主导的分类任务,但由于信息多样性的局限,其在需精细分类的复杂场景中性能不可避免地遭遇瓶颈。本工作中,我们通过在发展通用多模态深度学习(MDL)框架,为上述困难提供基线解决方案。特别地,我们还考察了多模态学习(MML)的一种特例——广泛存在于RS图像分类应用中的跨模态学习(CML)。通过聚焦“什么”、“何处”与“如何”融合,我们展示了不同的融合策略以及怎样训练深度网络与构建网络架构。具体而言,引入并发展了五种融合架构,进一步统一于我们的MDL框架中。更重要的是,我们的框架不仅限于像素级分类任务,亦适用于利用卷积神经网络(CNNs)的空间信息建模。为验证MDL框架的有效性与优越性,在两个不同多模态RS数据集上开展了关MML与CML设置的大量实验。此外,代码与数据集将发布于 https://github.com/danfenghong/IEEE_TGRS_MDL-RS,以贡献于RS社区。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.05457,
  title  = {More Diverse Means Better: Multimodal Deep Learning Meets Remote Sensing Imagery Classification},
  author = {Danfeng Hong and Lianru Gao and Naoto Yokoya and Jing Yao and Jocelyn Chanussot and Qian Du and Bing Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05457},
  year   = {2020}
}