基于強監(jiān)督部件模型的遙感圖像目標(biāo)檢測

周福送 霍宏 萬衛(wèi)兵 方濤

摘 要：針對遙感圖像中由于背景復(fù)雜、目標(biāo)外觀多樣和方向任意而導(dǎo)致的檢測精度不高的問題，提出一種基于強監(jiān)督的部件模型方法。該方法針對目標(biāo)的每個方向范圍訓(xùn)練子模型，同時訓(xùn)練集除了標(biāo)注出目標(biāo)的外接矩形，還標(biāo)注出每個部件的位置及其語義。模型訓(xùn)練時，首先，通過對訓(xùn)練集圖像建立多尺度方向梯度直方圖（HOG）特征金字塔，且根據(jù)目標(biāo)部件標(biāo)注信息采用最小生成樹（MST）算法初始化模型結(jié)構(gòu)；其次通過隱支持向量機（LSVM）方法訓(xùn)練出多個對應(yīng)不同方向區(qū)域的子模型，每個子模型由一個目標(biāo)濾波器和多個兩倍分辨率的部件濾波器，以及位置關(guān)系模型組成，多個子模型最終合并成用來檢測的混合模型。目標(biāo)檢測時，類似地建立多尺度特征金字塔，然后利用訓(xùn)練濾波器模型在特征金字塔上以滑動窗口的方式計算匹配響應(yīng)得分，對響應(yīng)得分設(shè)置閾值且采用非極大值抑制（NMS）算法來獲得優(yōu)化后的檢測結(jié)果。該方法在自建的遙感數(shù)據(jù)集上目標(biāo)檢測精度達到了89.4%，對比弱監(jiān)督部件模型（DPM）、分類器模板集成（文中有Exemplar和Examplar兩種形式，是否應(yīng)統(tǒng)一為ExemplarExemplarSVMs）和方向梯度直方圖支持向量機（HOGSVM）方法中的最高精度，所提方法提升了4個百分點。實驗結(jié)果表明，所提算法能夠在解決方向和背景復(fù)雜問題上有一定的提升，而且可以應(yīng)用于機場軍事飛機目標(biāo)檢測。

關(guān)鍵詞：目標(biāo)檢測；遙感圖像；部件模型；混合模型；強監(jiān)督

中圖分類號： TP391.41 文獻標(biāo)志碼：A英文標(biāo)題