基于多尺度特征融合的遥感图像小目标检测

作者：马梁; 苟于涛; 雷涛; 靳雷; 宋怡萱

来源：光电工程, 2022, 49(04): 49-65.

• 多尺度特征
• 小目标检测
• 特征融合
• 场景复杂度

本文提出了一种鲁棒的基于多尺度特征融合的遥感图像小目标检测方法。考虑到常用的特征提取网络参数量庞大，过多的下采样可能导致小目标消失，同时基于自然图像的预训练模型直接应用到遥感图像中可能存在特征鸿沟。因此，根据数据集中所有目标尺寸的分布情况(即：先验知识)，首先提出了一种基于动态选择机制的轻量化特征提取模块，它允许每个神经元依据目标的不同尺度自适应地分配用于检测的感受野大小并快速从头训练模型。其次，不同尺度特征所反应的信息量各不相同且各有侧重，因此提出了基于自适应特征加权融合的FPN (feature pyramid networks)模块，它利用分组卷积的方式对所有特征通道分组且组间互不影响，从而增加图像特征表达的准确性。另外，深度学习需要大量数据驱动，由于遥感小目标数据集匮乏，自建了一个遥感飞机小目标数据集，并对DOTA数据集中的飞机和小汽车目标做处理，使其尺寸分布满足小目标检测的任务。实验结果表明，与大多数主流检测方法对比，本文方法在DOTA和自建数据集上取得了更好的结果。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院大学; 中国科学院光电技术研究所