基于深度支撑值学习网络的遥感图像融合

• 作者: 刘芳 张凯 李红 杨淑媛
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 深度学习 卷积神经网络 深度支撑值学习网络 过完备字典 遥感图像融合 机器学习
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 所属期刊栏目: 数据挖掘、机器学习与类脑智能
• 页码范围: 1583-1596
• 页数: 14页
• 分类号: TP391
• 字数: 8600字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11897/SP.J.1016.2016.01583

摘要

该文将深度学习用于遥感图像融合，在训练深度网络时加入了结构风险最小化的损失函数，提出了一种基于深度支撑值学习网络的融合方法。为了避免图像融合过程中的信息损失，在传统卷积神经网络的基础上，取消了特征映射层的下采样过程，构建了深度支撑值学习网络（Deep Support Value Learning Networks，DSVL Nets）， DSVL Nets 网络模型包含5个隐藏层，每一层的基本结构由卷积层和线性层构成，该基本单元提供了一种多尺度、多方向、各向异性、非下采样的冗余变换，该模型在网络训练完毕之后，取出各卷积层和第5个隐藏层的线性层作为网络模型的输出层。输出层的各卷积层图像融合采用绝对值取大法，得到融合后的各卷积层图像；另外，将线性层图像分别在过完备字典上进行稀疏表示，并对稀疏系数采用绝对值取大法进行融合，得到融合后的线性层图像；最后将融合后的各卷积层和线性层图像重构得到结果图像。文中使用 QuickBird 和 Geoeye 卫星数据验证本文所提方法的有效性，实验结果表明，与 PCA、AWLP、PN-TSSC 和 SVT 算法相比较，该文所提方法的融合结果无论在主观视觉还是客观评价指标上均优于对比算法，较好地保持了图像的光谱信息和空间信息。