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遥感影像语义分割的视觉状态空间模型RS3Mamba


核心概念
提出了一种名为RS3Mamba的新型双分支网络,将创新的视觉状态空间(VSS)模型引入遥感任务,以提供全局信息补充卷积主分支的局部特征提取,并设计了协作完成模块(CCM)来增强和融合双编码器的特征。
要約
本文提出了一种名为RS3Mamba的新型双分支网络,旨在将创新的视觉状态空间(VSS)模型引入遥感影像语义分割任务。 具体来说: 辅助分支采用VSS块构建,提供额外的全局信息,补充卷积主分支的局部特征提取能力。 考虑两个分支的不同特性,引入协作完成模块(CCM)来增强和融合特征。CCM包含全局分支和局部分支,分别针对主分支和辅助分支的特点进行处理。 在ISPRS Vaihingen和LoveDA Urban两个公开遥感数据集上的实验结果表明,RS3Mamba在语义分割性能上显著优于现有基于CNN和Transformer的方法。在ISPRS Vaihingen数据集上,RS3Mamba的平均F1得分和平均IoU分别提高了0.49%和0.81%;在LoveDA Urban数据集上,平均F1得分和平均IoU分别提高了1.52%和1.81%。 这是首次将VSS模型专门应用于遥感影像语义分割,为未来在该领域进一步探索VSS模型提供了有价值的洞见。
統計
与基准UNetformer相比,RS3Mamba在ISPRS Vaihingen数据集上的平均F1得分和平均IoU分别提高了0.49%和0.81%。 在LoveDA Urban数据集上,RS3Mamba的平均F1得分和平均IoU分别提高了1.52%和1.81%。 与现有基于CNN和Transformer的方法相比,RS3Mamba在ISPRS Vaihingen数据集上的不透水表面、低植被、树木和汽车类别的分割精度均有显著提升。
引用
"这是首次将VSS模型专门应用于遥感影像语义分割,为未来在该领域进一步探索VSS模型提供了有价值的洞见。" "实验结果表明,RS3Mamba在语义分割性能上显著优于现有基于CNN和Transformer的方法。"

抽出されたキーインサイト

by Xianping Ma,... 場所 arxiv.org 04-04-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.02457.pdf
RS3Mamba

深掘り質問

如何进一步提高VSS模型在遥感影像处理中的性能和效率

VSSモデルを遥感画像処理にさらに向上させるためには、いくつかのアプローチが考えられます。まず、VSSブロックの設計を最適化し、長距離依存関係をより効果的にモデル化することが重要です。さらに、VSSモデルをより大規模なデータセットで事前トレーニングすることで、モデルの汎化能力を向上させることができます。また、VSSモデルを他のモデルと組み合わせることで、複数のアーキテクチャを統合して性能を向上させることも考えられます。さらに、VSSモデルのハイパーパラメータを調整し、最適な設定を見つけることも重要です。これらのアプローチを組み合わせることで、VSSモデルの性能と効率を向上させることができます。

现有基于CNN和Transformer的方法在遥感影像语义分割中的局限性是什么

現在のCNNおよびTransformerベースの方法は、遥感画像処理においていくつかの制限があります。CNNは局所的な受容野に制約されており、複雑なシーンやオブジェクトのスケールの変化を捉えるのが難しいという課題があります。一方、Transformerは長距離依存関係をモデル化できますが、高い計算複雑性があります。これらの制限を克服するためには、VSSモデルの導入が有効です。VSSモデルは長距離依存関係を線形計算可能な複雑性でモデル化できるため、遥感画像処理において有益です。VSSモデルを導入することで、長距離関係を効果的に捉えることができ、CNNやTransformerの制限を克服することができます。

如何克服

VSSモデルは遥感画像処理の他のアプリケーションにも有効です。例えば、目標検出や変化検出などのタスクにおいてもVSSモデルは活用される可能性があります。目標検出では、VSSモデルを用いて長距離依存関係をモデル化することで、複雑なシーンやオブジェクトの検出精度を向上させることができます。また、変化検出では、VSSモデルを使用して異なる時点での画像間の関係をモデル化することで、地形や地物の変化を検出することが可能です。これらのように、VSSモデルは遥感画像処理のさまざまなアプリケーションにおいて有用であり、さまざまなタスクに適用することができます。
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