基于词向量融合的遥感场景零样本分类算法

作者：吴晨; 袁昱纬; 王宏伟; 刘宇; 刘思彤; 全吉成^*

来源：计算机科学, 2019, 46(12): 286-291.

• 遥感场景分类
• 零样本分类
• 结构对齐
• 词向量融合
• 解析字典学习

零样本分类算法无须标注要识别的类别样本,因而能大幅度降低实际应用成本,近年来受到广泛关注。遥感场景类别的语义词向量与图像特征空间原型的结构不一致问题,严重影响了遥感场景零样本的分类效果。利用不同词向量间的互补性,文中提出一种基于语义词向量融合的遥感场景零样本分类算法,即耦合式解析字典学习(Coupled Analysis Dictionary Learning,CADL)方法。首先,采用稀疏编码效率较高的解析字典学习方法获取各语义词向量的稀疏系数,以减少冗余信息;然后,将对应的稀疏编码系数串接后作为融合语义词向量表示,并将融合语义词向量线性映射到图像特征空间,与图像特征空间场景类别原型表示进行结构对齐,以降低结构差异性;最后,计算得到要识别的场景类别的图像特征原型,并采用最近邻分类器在图像特征空间完成分类。在UCM和AID数据集上对多种语义词向量的融合进行定量实验,同时将RSSCN7数据集作为已知场景类别的数据集来对两幅实际遥感图像进行定性实验。在UCM和AID上的定量实验分别获得了最高总体分类准确度48.40%和60.23%,相比于典型零样本分类方法的总体分类准确度分别提升了4.80%和6.98%。对两幅实际遥感图像的定性实验,同样获得了最佳零样本的分类效果。实验结果表明,多种语义词向量融合,可以获得与图像特征空间原型结构更一致的语义词向量,且显著提升了遥感场景零样本分类的准确度。

• 单位
  中国人民解放军海军航空大学; 中国人民解放军空军航空大学