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Remote sensing image change detection method based on dual-branch multi-level feature difference interactive learning

delete2025-08-23
delete0
PRE
AI
S
Songtao Ding *
L
Li, Xinyu
H
Hongyu Wang
S
Shiwen Gao
DOI:10.1007/s10489-025-06728-3delete
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摘要

摘要

En 中文
遥感(RS)图像变化检测(CD)是环境监测和地理信息系统(GIS)领域的一项关键技术。它可以揭示地表特征的动态变化,在城市规划、灾害评估和生态研究等领域具有重要意义。然而,伪变化问题,即由非实际地表变化引起的图像差异,常常影响检测精度,导致误报和漏检,从而限制了CD技术的有效性。传统的双分支CD方法通常侧重于基础特征提取。该方法独立处理双时相的特征提取,缺乏对双时相特征的比较交互学习过程,从而削弱了其在复杂环境中识别伪变化的能力。为解决上述问题,我们提出了一种基于双分支多级特征差异交互学习(DMFDIL)的RS图像CD方法。该模型基于深度学习的孪生卷积神经网络(CNN)构建,包括三个部分:双分支协同编码模块(DCM)、双分支差异解码模块(DDDM)和变化输出模块(COM)。其中,DCM创新性地引入了三注意力机制。通过该机制,模型能够有效交互多级特征,增强捕捉RS图像中细微变化的能力,特别是在区分真实变化与伪变化方面。而DDDM则专注于通过识别真实变化与伪变化并整合不同尺度的特征信息,进一步优化模型的检测能力。最后,在三个公开数据集上进行了验证,结果优于其他流行方法。LEVIR-CD数据集上的实验结果表明,所提出的DMFDIL模型在精度(Pre)上达到95.80%,召回率(Rec)为94.54%,F1分数(F1)为95.16%,交并比(IoU)为91.10%,总体准确率(OA)为99.07%,显著优于当前最优(SOTA)方法。该方法为RS图像CD领域提供了一种新的技术途径,特别是在提高检测精度和处理伪变化问题方面,具有重要的应用价值与广阔的应用前景。
Keyword:
Change detection (CD)
Remote sensing (RS)
Siamese networks
Tri-attention mechanism

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Applied Intelligence
IF:
3.5
论文数:
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机构

S
School of Information Engineering
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