由于技术成本的降低和卫星发射的增加,卫星图像变得越来越流行和更容易获得。除了提供仁慈的目的外,还可以出于恶意原因(例如错误信息)使用卫星数据。事实上,可以依靠一般图像编辑工具来轻松操纵卫星图像。此外,随着深层神经网络(DNN)的激增,可以生成属于各种领域的现实合成图像,与合成生成的卫星图像的扩散有关的其他威胁正在出现。在本文中,我们回顾了关于卫星图像的产生和操纵的最新技术(SOTA)。特别是,我们既关注从头开始的合成卫星图像的产生,又要通过图像转移技术对卫星图像进行语义操纵,包括从一种类型的传感器到另一种传感器获得的图像的转换。我们还描述了迄今已研究的法医检测技术,以对合成图像伪造进行分类和检测。虽然我们主要集中在法医技术上明确定制的,该技术是针对AI生成的合成内容物的检测,但我们还审查了一些用于一般剪接检测的方法,这些方法原则上也可以用于发现AI操纵图像
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合成孔径雷达(SAR)图像是各种任务的有价值资产。在过去的几年里,许多网站以易于管理产品的形式免费提供它们,倾向于在S​​AR领域的广泛扩散和研究工作。这些机会的缺点是,这些图像可能会被恶意用户暴露于伪造和操纵,提高对他们的诚信和可信度的新担忧。到目前为止,多媒体取证文献提出了各种技术来定位自然照片中的操纵,但从未调查过SAR图像的完整性评估。此任务构成了新的挑战,因为SAR图像是由处理链完全不同于自然照片的图像。这意味着对于自然图像开发的许多取证方法不保证成功。在本文中,我们研究了SAR图像拼接定位问题的问题。我们的目标是本地化已经复制和粘贴了从另一个图像复制和粘贴的幅度SAR图像的区域,可能正在进行该过程中的某种编辑。为此,我们利用卷积神经网络(CNN)来提取在分析的输入的处理迹线中突出的指纹突出显示。然后,我们检查该指纹以产生二进制篡改掩模,指示拼接攻击下的像素区域。结果表明,我们提出的方法,针对SAR信号的性质量身定制,提供比为自然图像开发的最先进的法医工具更好的表现。
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For satellite images, the presence of clouds presents a problem as clouds obscure more than half to two-thirds of the ground information. This problem causes many issues for reliability in a noise-free environment to communicate data and other applications that need seamless monitoring. Removing the clouds from the images while keeping the background pixels intact can help address the mentioned issues. Recently, deep learning methods have become popular for researching cloud removal by demonstrating promising results, among which Generative Adversarial Networks (GAN) have shown considerably better performance. In this project, we aim to address cloud removal from satellite images using AttentionGAN and then compare our results by reproducing the results obtained using traditional GANs and auto-encoders. We use RICE dataset. The outcome of this project can be used to develop applications that require cloud-free satellite images. Moreover, our results could be helpful for making further research improvements.
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近年来,地理空间行业一直在稳定发展。这种增长意味着增加卫星星座,每天都会产生大量的卫星图像和其他遥感数据。有时,这些信息,即使在某些情况下我们指的是公开可用的数据,由于它的大小,它也无法占据。从时间和其他资源的角度来看,借助人工或使用传统的自动化方法来处理如此大量的数据并不总是可行的解决方案。在目前的工作中,我们提出了一种方法,用于创建一个由公开可用的遥感数据组成的多模式和时空数据集,并使用ART机器学习(ML)技术进行可行性进行测试。确切地说,卷积神经网络(CNN)模型的用法能够分离拟议数据集中存在的不同类别的植被。在地理信息系统(GIS)和计算机视觉(CV)的背景下,类似方法的受欢迎程度和成功更普遍地表明,应考虑并进一步分析和开发方法。
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这项研究介绍了\ textit {landslide4sense},这是一种从遥感中检测到滑坡检测的参考基准。该存储库具有3,799个图像贴片,可从Sentinel-2传感器中融合光学层,并带有数字高程模型和来自ALOS Palsar的斜率层。附加的地形信息促进了对滑坡边界的准确检测,而最近的研究表明,仅使用光学数据,这是具有挑战性的。广泛的数据集支持在滑坡检测中进行深度学习(DL)研究,以及用于系统更新滑坡库存的方法的开发和验证。基准数据集已在四个不同的时间和地理位置收集:伊伯里(2018年9月),科达古(2018年8月),戈尔卡(2015年4月)和台湾(2009年8月)。每个图像像素均标记为属于滑坡,包括各种来源和彻底的手动注释。然后,我们评估11个最先进的DL分割模型的滑坡检测性能:U-NET,RESU-NET,PSPNET,CONTECTNET,DEEPLAB-V2,DEEPLAB-V3+,FCN-8,LINKNET,FRRRN-A,FRRN-A,, FRRN-B和SQNET。所有型号均已从划痕上对每个研究区域的四分之一的补丁进行培训,并在其他三个季度的独立贴片上进行了测试。我们的实验表明,Resu-NET的表现优于其他模型,用于滑坡检测任务。我们在\ url {www.landslide4sense.org}公开获得多种源滑坡基准数据(Landslide4sense)和经过测试的DL模型,为遥感,计算机视觉和机器学习社区建立了重要的资源通常,尤其是对滑坡检测的应用。
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深度学习模式和地球观察的协同组合承诺支持可持续发展目标(SDGS)。新的发展和夸张的申请已经在改变人类将面临生活星球挑战的方式。本文审查了当前对地球观测数据的最深入学习方法,以及其在地球观测中深度学习的快速发展受到影响和实现最严重的SDG的应用。我们系统地审查案例研究至1)实现零饥饿,2)可持续城市,3)提供保管安全,4)减轻和适应气候变化,5)保留生物多样性。关注重要的社会,经济和环境影响。提前令人兴奋的时期即将到来,算法和地球数据可以帮助我们努力解决气候危机并支持更可持续发展的地方。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件,具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据,图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能,数据驱动,信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述,旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题,从基础到工业研究,以简明的主题部分组织,反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外,它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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Fusing satellite imagery acquired with different sensors has been a long-standing challenge of Earth observation, particularly across different modalities such as optical and Synthetic Aperture Radar (SAR) images. Here, we explore the joint analysis of imagery from different sensors in the light of representation learning: we propose to learn a joint embedding of multiple satellite sensors within a deep neural network. Our application problem is the monitoring of lake ice on Alpine lakes. To reach the temporal resolution requirement of the Swiss Global Climate Observing System (GCOS) office, we combine three image sources: Sentinel-1 SAR (S1-SAR), Terra MODIS, and Suomi-NPP VIIRS. The large gaps between the optical and SAR domains and between the sensor resolutions make this a challenging instance of the sensor fusion problem. Our approach can be classified as a late fusion that is learned in a data-driven manner. The proposed network architecture has separate encoding branches for each image sensor, which feed into a single latent embedding. I.e., a common feature representation shared by all inputs, such that subsequent processing steps deliver comparable output irrespective of which sort of input image was used. By fusing satellite data, we map lake ice at a temporal resolution of < 1.5 days. The network produces spatially explicit lake ice maps with pixel-wise accuracies > 91% (respectively, mIoU scores > 60%) and generalises well across different lakes and winters. Moreover, it sets a new state-of-the-art for determining the important ice-on and ice-off dates for the target lakes, in many cases meeting the GCOS requirement.
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X-ray imaging technology has been used for decades in clinical tasks to reveal the internal condition of different organs, and in recent years, it has become more common in other areas such as industry, security, and geography. The recent development of computer vision and machine learning techniques has also made it easier to automatically process X-ray images and several machine learning-based object (anomaly) detection, classification, and segmentation methods have been recently employed in X-ray image analysis. Due to the high potential of deep learning in related image processing applications, it has been used in most of the studies. This survey reviews the recent research on using computer vision and machine learning for X-ray analysis in industrial production and security applications and covers the applications, techniques, evaluation metrics, datasets, and performance comparison of those techniques on publicly available datasets. We also highlight some drawbacks in the published research and give recommendations for future research in computer vision-based X-ray analysis.
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Online media data, in the forms of images and videos, are becoming mainstream communication channels. However, recent advances in deep learning, particularly deep generative models, open the doors for producing perceptually convincing images and videos at a low cost, which not only poses a serious threat to the trustworthiness of digital information but also has severe societal implications. This motivates a growing interest of research in media tampering detection, i.e., using deep learning techniques to examine whether media data have been maliciously manipulated. Depending on the content of the targeted images, media forgery could be divided into image tampering and Deepfake techniques. The former typically moves or erases the visual elements in ordinary images, while the latter manipulates the expressions and even the identity of human faces. Accordingly, the means of defense include image tampering detection and Deepfake detection, which share a wide variety of properties. In this paper, we provide a comprehensive review of the current media tampering detection approaches, and discuss the challenges and trends in this field for future research.
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在深度学习研究中,自学学习(SSL)引起了极大的关注,引起了计算机视觉和遥感社区的兴趣。尽管计算机视觉取得了很大的成功,但SSL在地球观测领域的大部分潜力仍然锁定。在本文中,我们对在遥感的背景下为计算机视觉的SSL概念和最新发展提供了介绍,并回顾了SSL中的概念和最新发展。此外,我们在流行的遥感数据集上提供了现代SSL算法的初步基准,从而验证了SSL在遥感中的潜力,并提供了有关数据增强的扩展研究。最后,我们确定了SSL未来研究的有希望的方向的地球观察(SSL4EO),以铺平了两个领域的富有成效的相互作用。
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我们向传感器独立性(Sensei)介绍了一种新型神经网络架构 - 光谱编码器 - 通过该传感器独立性(Sensei) - 通过其中具有不同组合的光谱频带组合的多个多光谱仪器可用于训练广义深度学习模型。我们专注于云屏蔽的问题,使用几个预先存在的数据集,以及Sentinel-2的新的自由可用数据集。我们的模型显示在卫星上实现最先进的性能,它受过训练(Sentinel-2和Landsat 8),并且能够推断到传感器,它在训练期间尚未见过Landsat 7,每\ 'USAT-1,和Sentinel-3 SLST。当多种卫星用于培训,接近或超越专用单传感器型号的性能时,模型性能显示出改善。这项工作是激励遥感社区可以使用巨大各种传感器采取的数据的动机。这不可避免地导致标记用于不同传感器的努力,这限制了深度学习模型的性能,因为他们需要最佳地执行巨大的训练。传感器独立性可以使深度学习模型能够同时使用多个数据集进行培训,提高性能并使它们更广泛适用。这可能导致深入学习方法,用于在板载应用程序和地面分段数据处理中更频繁地使用,这通常需要模型在推出时或之后即将开始。
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横梁面部识别(CFR)旨在识别个体,其中比较面部图像源自不同的感测模式,例如红外与可见的。虽然CFR由于与模态差距相关的面部外观的显着变化,但CFR具有比经典的面部识别更具挑战性,但它在具有有限或挑战的照明的场景中,以及在呈现攻击的情况下,它是优越的。与卷积神经网络(CNNS)相关的人工智能最近的进展使CFR的显着性能提高了。由此激励,这项调查的贡献是三倍。我们提供CFR的概述,目标是通过首先正式化CFR然后呈现具体相关的应用来比较不同光谱中捕获的面部图像。其次,我们探索合适的谱带进行识别和讨论最近的CFR方法,重点放在神经网络上。特别是,我们提出了提取和比较异构特征以及数据集的重新访问技术。我们枚举不同光谱和相关算法的优势和局限性。最后,我们讨论了研究挑战和未来的研究线。
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深度神经网络在人类分析中已经普遍存在,增强了应用的性能,例如生物识别识别,动作识别以及人重新识别。但是,此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中,对大规模数据集的需求构成了严重的挑战,因为数据收集乏味,廉价,昂贵,并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成,作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法,在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查,总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后,我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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近年来,新发现的矿物沉积物数量和不同矿物质需求的增加有LED探索地质学家,寻找在矿物勘探的每个阶段加工不同数据类型的更有效和创新的方法。作为主要步骤,诸如岩性单元,改变类型,结构和指示剂矿物的各种特征被映射以辅助靶向矿床的决策。不同类型的遥感数据集如卫星和空气传播数据,使得可以克服与映射地质特征相关的常见问题。从不同平台获得的遥感数据量的快速增加鼓励科学家培养先进,创新和强大的数据处理方法。机器学习方法可以帮助处理广泛的遥感数据集,并确定诸如反射连续体和感兴趣的特征的组件之间的关系。这些方法在处理频谱和地面真理测量中是稳健的,用于噪声和不确定性。近年来,通过补充与遥感数据集的地质调查进行了许多研究,现在在地球科学研究中突出。本文对一些流行的和最近建立的机器学习方法的实施和适应提供了全面的审查,用于处理不同类型的遥感数据,并调查其用于检测各种矿床类型的应用。我们展示了组合遥感数据和机器学习方法的高能力,以映射对于提供潜在地图至关重要的不同地质特征。此外,我们发现高级方法的范围来处理新一代遥感数据,以创建改进的矿物前景图。
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The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.
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低成本毫米波(MMWAVE)通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透,为第五代(5G)的大规模和致密的部署铺平了道路(5G) - 而且以及6G网络。同时,普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测,以前所未有的精度,特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查,重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后,我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面,包括每个工作的主要目标,技术和性能,每个研究是否达到了一定程度的实现,并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法,密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途,相关和及时的研究方向的结论。
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我们提出了一种新的四管齐下的方法,在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架,彼此之叠,以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性,效率和成功完成。首先,我们使用深度卷积神经网络(CNN)系统,以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来,我们将此CNN框架扩展了对象检测,跟踪,分割与掩码RCNN框架,以及具有多模级自然语言处理(NLP)框架的场景描述。第三,我们建立了一个深入的Q学习的代理,免受压力引起的迷失方向和焦虑,能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后,我们使用了一种低计算无监督的学习技术,称为张量分解,在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构,我们建立了人工智能系统的骨干,用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用,我们设计了一种物理结构,其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入,这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征,这对救援操作至关重要在手头,以及路径规划功能,充当虚拟指南,以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时,这四种方法呈现了一种新颖的信息理解,转移和综合方法,这可能会大大提高消防员响应和功效,并降低寿命损失。
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卫星遥感提供了一种具有成本效益的概要洪水监测的解决方案,卫星衍生的洪水图为传统上使用的数值洪水淹没模型提供了一种计算有效的替代方法。尽管卫星碰巧涵盖正在进行的洪水事件时确实提供了及时的淹没信息,但它们受其时空分辨率的限制,因为它们在各种规模上动态监测洪水演变的能力。不断改善对新卫星数据源的访问以及大数据处理功能,就此问题的数据驱动解决方案而言,已经解锁了前所未有的可能性。具体而言,来自卫星的数据融合,例如哥白尼前哨,它们具有很高的空间和低时间分辨率,以及来自NASA SMAP和GPM任务的数据,它们的空间较低,但时间较高的时间分辨率可能会导致高分辨率的洪水淹没在A处的高分辨率洪水。每日规模。在这里,使用Sentinel-1合成孔径雷达和各种水文,地形和基于土地利用的预测因子衍生出的洪水淹没图对卷积神经网络进行了训练,以预测高分辨率的洪水泛滥概率图。使用Sentinel-1和Sentinel-2衍生的洪水面罩,评估了UNET和SEGNET模型架构的性能,分别具有95%的信心间隔。精确召回曲线(PR-AUC)曲线下的区域(AUC)被用作主要评估指标,这是由于二进制洪水映射问题中类固有的不平衡性质,最佳模型提供了PR-AUC 0.85。
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