[发明专利]一种基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法包括：

对待检测的遥感影像进行预处理，然后将预处理后的不同时相的遥感影像进行整合，得到输入图像；

基于改进的U-net网络，对所述输入图像进行下采样编码和上采样解码，完成对所述输入图像的分析处理；其中，所述改进的U-net网络在编码器部分采用Resnet-101网络进行数据特征提取，并在编码器和解码器之间加入空洞空间金字塔池化设计ASPP，用于提取数据多尺度上下文信息；

基于对所述输入图像的分析处理结果，输出所述待检测的遥感影像是否发生变化的二值图像。

2.如权利要求1所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述对待检测的遥感影像进行预处理，包括：

对待检测的遥感影像进行增强操作，同时使用直方图匹配对不同时相的遥感影像进行处理；其中，所述增强操作包括翻转以及放大或缩小。

3.如权利要求1所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述将预处理后的不同时相的遥感影像进行整合，包括：

将预处理后的两个不同时相的遥感影像进行拼接，形成8+2通道的输入图像；其中8通道为两个时相的四通道图像，2通道为是否发生变化的标签通道。

4.如权利要求1所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述基于改进的U-net网络，对所述输入图像进行下采样编码和上采样解码，完成对所述输入图像的分析处理，包括：

利用Resnet-101网络对所述输入图像进行下采样特征提取；

利用ASPP对Resnet-101网络提取到的特征信息进行特征编码；

对编码后的数据进行上采样，同时连接解码器部分进行尺度融合。

5.如权利要求4所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，Resnet-101网络包括多个残差块，每个残差块包括三层卷积。

6.如权利要求4所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述ASPP包括一个1*1卷积核和三个3*3卷积核，以及图像级的特征。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测方法，其特征在于，所述改进的U-net网络中解码器部分损失函数如下：

其中，LT为标签准确的概率，PT为预测准确的概率，w为网络权重，Loss损失函数的取值范围为[0,1)。

8.一种基于U-net改进算法的遥感影像变化检测系统，其特征在于，所述基于U-net改进算法的遥感影像变化检测系统包括：

图像处理模块，用于对待检测的遥感影像进行预处理，然后将预处理后的不同时相的遥感影像进行整合，得到输入图像；

分析处理模块，用于基于改进的U-net网络，对所述输入图像进行下采样编码和上采样解码，完成对所述输入图像的分析处理；其中，所述改进的U-net网络的编码器采用Resnet-101网络进行数据特征提取，并在编码器和解码器之间加入空洞空间金字塔池化设计ASPP，用于提取数据多尺度上下文信息；

结果输出模块，用于基于对所述输入图像的分析处理结果，输出所述待检测的遥感影像是否发生变化的二值图像。

9.如权利要求8所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测系统，其特征在于，所述图像处理模块，包括：

图像预处理单元，用于对待检测的遥感影像进行增强操作，同时使用直方图匹配对不同时相的遥感影像进行处理；其中，所述增强操作包括翻转以及放大或缩小；

图像整合单元，用于将预处理后的两个不同时相的遥感影像进行拼接，形成8+2通道的输入图像；其中8通道为两个时相的四通道图像，2通道为是否发生变化的标签通道。

10.如权利要求8所述的基于U-net改进算法的遥感影像变化检测系统，其特征在于，所述分析处理模块包括：

Resnet-101网络单元，用于利用Resnet-101网络对所述输入图像进行下采样特征提取；

ASPP单元，用于利用ASPP对所述Resnet-101网络单元提取到的特征信息进行特征编码；

上采样解码单元，用于对编码后的数据进行上采样，同时连接解码器部分进行尺度融合。