近年来,由于海洋漏油事故严重影响环境,自然资源和沿海居民的生活,近年来,漏油事件引起了人们的关注。高光谱遥感图像提供了丰富的光谱信息,这对在复杂的海洋场景中监测漏油物有益。但是,大多数现有方法都是基于受监督和半监督的框架来检测高光谱图像(HSIS)的漏油事件,这些框架需要大量努力来注释一定数量的高质量训练集。在这项研究中,我们首次尝试基于HSIS的隔离森林开发无监督的漏油检测方法。首先,考虑到噪声水平在不同的频段之间有所不同,因此利用了噪声方差估计方法来评估不同频段的噪声水平,并且消除了因严重噪声而损坏的频段。其次,使用内核主成分分析(KPCA)来降低HSIS的高维度。然后,用隔离林估计属于海水和油泄漏之一的每个像素的概率,并且使用群集算法在检测到的概率上自动生产一组伪标记的训练样品。最后,可以通过在减少尺寸的数据上执行支持向量机(SVM)来获得初始检测图,然后,使用扩展的随机Walker(ERW)模型进一步优化初始检测结果,以改善检测检测漏油的准确性。关于我们自己创建的空气传播高光谱漏油数据(HOSD)的实验表明,该方法在其他最先进的检测方法方面获得了卓越的检测性能。
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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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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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This paper reviews the recent progress of remote sensing image scene classification, proposes a large-scale benchmark dataset, and evaluates a number of state-of-the-art methods using the proposed dataset.
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有效的早期检测马铃薯晚枯萎病(PLB)是马铃薯栽培的必要方面。然而,由于缺乏在冠层水平上缺乏视觉线索,在具有传统成像方法的领域的早期阶段来检测晚期枯萎是一项挑战。高光谱成像可以,捕获来自宽范围波长的光谱信号也在视觉波长之外。在这种情况下,通过将2D卷积神经网络(2D-CNN)和3D-CNN与深度合作的网络(PLB-2D-3D-A)组合来提出高光谱图像的深度学习分类架构。首先,2D-CNN和3D-CNN用于提取丰富的光谱空间特征,然后使用注意力块和SE-RESET用于强调特征图中的突出特征,并提高模型的泛化能力。数据集采用15,360张图像(64x64x204)构建,从在实验领域捕获的240个原始图像裁剪,具有超过20种马铃薯基因型。 2000年图像的测试数据集中的精度在全带中达到0.739,特定带中的0.790(492nm,519nm,560nm,592nm,717nm和765nm)。本研究表明,具有深入学习和近端高光谱成像的早期检测PLB的令人鼓舞的结果。
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高光谱成像是一种重要的传感技术,具有广泛的应用和环境科学,天气和地理/空间探索的地区的影响。高光谱图像(HSI)处理的一个重要任务是频谱空间特征的提取。利用多层网络(M-GSP)的最近开发的曲线图信号处理,这项工作提出了基于M-GSP特征提取的几种方法对HSI分段的方法。为了捕获联合光谱空间信息,我们首先为HSI定制一个基于张力的多层网络(MLN)模型,并为特征提取定义MLN奇异空间。然后,我们通过利用MLN谱聚类来开发无监督的HSI分段方法。通过MLN的聚类重新组合HSI像素,我们进一步提出了一种基于Superpixels的多分辨率融合的半监控HSI分类。我们的实验结果表明了HSI处理中M-GSP的强度和光谱 - 空间信息提取。
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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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随着Terahertz(THZ)信号产生和辐射方法的最新进展,关节通信和传感应用正在塑造无线系统的未来。为此,预计将在用户设备设备上携带THZ光谱,以识别感兴趣的材料和气态组件。 THZ特异性的信号处理技术应补充这种对THZ感应的重新兴趣,以有效利用THZ频带。在本文中,我们介绍了这些技术的概述,重点是信号预处理(标准的正常差异归一化,最小值 - 最大归一化和Savitzky-Golay滤波),功能提取(主成分分析,部分最小二乘,t,T,T部分,t部分,t部分正方形,T - 分布的随机邻居嵌入和非负矩阵分解)和分类技术(支持向量机器,k-nearest邻居,判别分析和天真的贝叶斯)。我们还通过探索他们在THZ频段的有希望的传感能力来解决深度学习技术的有效性。最后,我们研究了在联合通信和传感的背景下,研究方法的性能和复杂性权衡;我们激励相应的用例,并在该领域提供未来的研究方向。
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在本文中,我们提出了一种无监督的方法,用于高光谱遥感图像分割。该方法利用了平均移位聚类算法,该算法将作为输入的初步高光谱超像素分割以及光谱像素信息。所提出的方法不需要分割类的数量作为输入参数,也不需要利用有关要分割的土地覆盖或土地使用类型的A-Priori知识(例如水,植被,建筑等)。进行了Salinas,Salinasa,Pavia Center和Pavia University数据集的实验。绩效是根据归一化信息,调整后的RAND指数和F1得分来衡量的。结果证明了该方法与艺术状态相比的有效性。
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自我监督学习的快速发展降低了从大量未标记的数据中的条形学习特征表示形式,并触发了一系列有关遥感图像的变更检测的研究。从自然图像分类到遥感图像的自我监督学习的挑战是从两个任务之间的差异引起的。对于像素级的精确更改检测,学习的补丁级特征表示不满意。在本文中,我们提出了一种新颖的像素级自我观察的高光谱空间传播理解网络(HyperNet),以完成像素的特征表示,以有效地进行高光谱变化检测。具体而言,不是斑块,而是整个图像被馈入网络,并且通过像素比较多个颞空间光谱特征。提出了一个强大的空间光谱注意模块,而不是处理二维成像空间和光谱响应维度,而是提出了一个强大的空间光谱注意模块,以探索分别分别的多个颞高光谱图像(HSIS)的空间相关性和判别光谱特征。仅创建并被迫对齐双期HSI的同一位置的正样品,旨在学习光谱差异不变的特征。此外,提出了一种新的相似性损失函数,以解决不平衡的简单和硬阳性样品比较的问题,其中这些硬样品的重量被扩大并突出显示以促进网络训练。已经采用了六个高光谱数据集来测试拟议的HyperNET的有效性和概括。广泛的实验表明,在下游高光谱变化检测任务上,HyperNET优于最先进的算法。
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Fruit is a key crop in worldwide agriculture feeding millions of people. The standard supply chain of fruit products involves quality checks to guarantee freshness, taste, and, most of all, safety. An important factor that determines fruit quality is its stage of ripening. This is usually manually classified by experts in the field, which makes it a labor-intensive and error-prone process. Thus, there is an arising need for automation in the process of fruit ripeness classification. Many automatic methods have been proposed that employ a variety of feature descriptors for the food item to be graded. Machine learning and deep learning techniques dominate the top-performing methods. Furthermore, deep learning can operate on raw data and thus relieve the users from having to compute complex engineered features, which are often crop-specific. In this survey, we review the latest methods proposed in the literature to automatize fruit ripeness classification, highlighting the most common feature descriptors they operate on.
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全世界不可持续的捕鱼实践对海洋资源和生态系统构成了重大威胁。识别逃避监测系统的船只(称为“深色船只”)是管理和保护海洋环境健康的关键。随着基于卫星的合成孔径雷达(SAR)成像和现代机器学习(ML)的兴起,现在可以在全天候条件下白天或黑夜自动检测到黑暗的容器。但是,SAR图像需要特定于域的治疗,并且ML社区无法广泛使用。此外,对象(船只)是小而稀疏的,具有挑战性的传统计算机视觉方法。我们提出了用于训练ML模型的最大标记数据集,以检测和表征SAR的血管。 XView3-SAR由Sentinel-1任务中的近1,000张分析SAR图像组成,平均每个29,400 x-24,400像素。使用自动化和手动分析的组合对图像进行注释。每个SAR图像都伴随着共置的测深和风状射手。我们概述了XView3计算机视觉挑战的结果,这是一项国际竞争,使用XView3-SAR进行大规模的船舶检测和表征。我们发布数据(https://iuu.xview.us/)和代码(https://github.com/diux-xview),以支持该重要应用程序的ML方法的持续开发和评估。
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测量金属粉的纯度对于保留添加剂制造产品的质量至关重要。污染是最头痛的问题之一,可能是由于多种原因引起的,并导致造成的成分破裂和故障。冶金条件评估的现有方法主要是耗时的,主要集中于结构的物理完整性,而不是材料组成。通过捕获广泛频率范围的光谱数据以及空间信息,高光谱成像(HSI)可以检测到温度,水分和化学成分方面的较小差异。因此,HSI可以提供一种应对这一挑战的独特方法。在本文中,通过使用近红外HSI相机,引入了HSI用于非破坏性检查金属粉末的应用。详细介绍了三个分步案例研究的技术假设和解决方案,包括粉末表征,污染检测和带选择分析。实验结果已经完全证明了HSI和相关的AI技术对粉末冶金的NDT的潜力,尤其是满足工业制造环境的潜力。
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树种的手动标记仍然是一项具有挑战性的任务,尤其是在热带地区,由于无法获得和劳动密集型地面调查。高光谱图像(HSIS)通过其狭窄且连续的带,可以根据其光谱特性来区分树种。因此,HSI图像上的自动分类算法可以帮助增强有限的标记信息,并为各种树种生成实时分类图。通过图像中有限的标记信息,实现高分类精度是研究人员近年来开始应对的关键挑战之一。我们提出了一种新型的图形调节神经网络(GRNN)算法,该算法涵盖了基于超像素的分割用于图形结构,像素神经网络分类器和标签传播技术,以生成准确的分类图。 Grnn的表现不仅胜过标准的印度松树HSI的几种最先进技术,而且在法国圭亚那(FG)的森林中收集的新的HSI数据集上也达到了高分类的准确性(约92%)少于1%的像素被标记。我们表明,GRNN不仅与最先进的半监督方法具有竞争力,而且还表现出不同数量的训练样本的准确性差异和对标记像素进行培训的不同独立随机采样的差异。
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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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机器学习(ML)是指根据大量数据预测有意义的输出或对复杂系统进行分类的计算机算法。 ML应用于各个领域,包括自然科学,工程,太空探索甚至游戏开发。本文的重点是在化学和生物海洋学领域使用机器学习。在预测全球固定氮水平,部分二氧化碳压力和其他化学特性时,ML的应用是一种有前途的工具。机器学习还用于生物海洋学领域,可从各种图像(即显微镜,流车和视频记录器),光谱仪和其他信号处理技术中检测浮游形式。此外,ML使用其声学成功地对哺乳动物进行了分类,在特定的环境中检测到濒临灭绝的哺乳动物和鱼类。最重要的是,使用环境数据,ML被证明是预测缺氧条件和有害藻华事件的有效方法,这是对环境监测的重要测量。此外,机器学习被用来为各种物种构建许多对其他研究人员有用的数据库,而创建新算法将帮助海洋研究界更好地理解海洋的化学和生物学。
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滑坡在陡峭的斜坡上具有破坏性和反复发生的自然灾害,并代表了生命和财产的风险。了解遗物滑坡的位置对于了解其机制,更新库存图并改善风险评估至关重要。但是,在覆盖着雨林植被的热带地区,遗物滑坡映射很复杂。提出了一种新的CNN方法,用于半自动检测遗物滑坡,该检测使用由K均值聚类算法生成的数据集并具有预训练步骤。在预训练中计算的权重用于微调CNN训练过程。使用CBERS-4A WPM图像进行了建议和标准方法之间的比较。使用三个用于语义分割的CNN(U-NET,FPN,Linknet)带有两个增强数据集。总共测试了42种CNN组合。在测试的组合之间,精度和回忆的值非常相似。每种组合的召回率都高于75 \%,但是精度值通常小于20 \%。假阳性(FP)样品被称为这些低精度值的原因。提出的方法的预测更准确,正确检测到更多的滑坡。这项工作表明,在被雨林覆盖的区域发现遗物滑坡存在局限性,这主要与牧场的光谱响应与与\ textit {gleichenella sp。}蕨类植物的森林砍伐区域之间的相似性有关,通常用作lands斑scars的指示。
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高分辨率卫星图像可以为土地覆盖分类提供丰富的详细空间信息,这对于研究复杂的建筑环境尤为重要。但是,由于覆盖范围复杂的覆盖模式,昂贵的训练样品收集以及卫星图像的严重分布变化,很少有研究应用高分辨率图像来大规模详细类别的覆盖地图。为了填补这一空白,我们提出了一个大规模的土地盖数据集,即五亿像素。它包含超过50亿个标记的像素,这些像素由150个高分辨率Gaofen-2(4 M)卫星图像,在24类系统中注释,涵盖人工结构,农业和自然阶层。此外,我们提出了一种基于深度学习的无监督域适应方法,该方法可以转移在标记的数据集(称为源域)上训练的分类模型,以获取大型土地覆盖映射的无标记数据(称为目标域) 。具体而言,我们采用动态伪标签分配和班级平衡策略来介绍一个端到端的暹罗网络,以执行自适应领域联合学习。为了验证我们的数据集的普遍性以及在不同的传感器和不同地理区域中提出的方法,我们对中国的五个大城市和其他五个亚洲国家的五个城市进行了土地覆盖地图,以下情况下使用:Planetscope(3 m),Gaofen-1,Gaofen-1 (8 m)和Sentinel-2(10 m)卫星图像。在总研究区域为60,000平方公里,即使输入图像完全未标记,实验也显示出令人鼓舞的结果。拟议的方法接受了5亿像素数据集的培训,可实现在整个中国和其他亚洲国家的高质量和详细的土地覆盖地图。
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人类生理学中的各种结构遵循特异性形态,通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道,视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像(MRI),计算机断层扫描(CT),光学相干断层扫描(OCT)等医学成像模式(MRI),计算机断层扫描(CT),可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要,因为对结构的分析提供了对疾病诊断,治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果,在过去的二十年中,自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域,迄今为止,许多计算模型已经开发出来。在这项调查中,我们旨在对当前公开可用的数据集,细分算法和评估指标进行全面审查。此外,讨论了当前的挑战和未来的研究方向。
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学习遥感图像的歧管结构对于建模和理解过程是最重要的相关性,以及封装在减少一组信息特征中的高维度,以用于后续分类,回归或解密。歧管学习方法显示出优异的性能来处理高光谱图像(HSI)分析,但除非专门设计,否则它们不能提供明确的嵌入式地图,容易适用于采样超出数据。处理问题的常见假设是高维输入空间和(通常低)潜空间之间的转换是线性的。这是一种特别强烈的假设,特别是当由于数据的众所周知的非线性性质而处理高光谱图像时。为了解决这个问题,提出了一种基于高维模型表示(HDMR)的歧管学习方法,这使得能够将非线性嵌入功能呈现给潜伏空间的采样外部样本。将所提出的方法与其线性对应物一起进行比较,并在代表性齐谱图像的分类精度方面实现了有希望的性能。
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