1.一种基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,包括如下步骤:S10,搭建初始生成式对抗分割网络;
S20,构建训练数据集,根据所述训练数据集训练所述初始生成式对抗分割网络,得到优化生成式对抗分割网络;
S30,将待测图像输入所述优化生成式对抗分割网络进行语义分割;
所述根据所述训练数据集训练所述初始生成式对抗分割网络包括:S221,输入训练数据集裁剪后的RGB图与标签图,在训练过程中先用一部分RGB图和其对应的标签图做监督训练,然后采用剩下的RGB图不使用标签图进行训练;
S222,RGB图经过生成器处理得到预测概率图S(Xn);
S223,将标注图通过独热编码获得编码向量Yn;
S224,采用Lce损失函数计算模型预测概率图与真实标注概率图的误差,由不同尺寸的RGB图经过分割网络得到不同的损失函数Lce,将各个损失函数Lce融合在一起得到损失函数Lmulti;
S225,在使用有对应标注的RGB图像时,根据从标注图像得到的编码向量Yn;使用Ladv训练生成器来欺骗鉴别器,通过最小化LD的值进行训练;于LD,如果样本来自于生成器,指示参(h,w)数yn取0,如果样本来自于标注图,指示参数yn取1;如果像素点Xn 属于标注的类别的话,(h,w,c)Yn 的值取1,反之取0;通过反向传播来学习Lmulti、Ladv,由鉴别器通过对抗训练得到置信图D(S(Xn));其中,Ladv为对抗训练所用的损失函数,D(.)表示鉴别器;
S226,在使用没有标注的RGB遥感图像时,采用置信图D(S(Xn))和无标注数据产生的概率图得到Lsemi,使用Ladv训练生成器欺骗鉴别器,通过最小化LD的值进行训练,通过反向传播学习Lsemi、Ladv;
S227,通过最小化整个生成对抗网络的损失函数Lseg训练整个分割网络;
S228,使用MIoU作为评价指标来判断训练过程中分割网络的性能,在MIoU取最高值时,根据分割网络当前取得的模型参数确定优化生成式对抗分割网络;
z∈1 z∈0.75 z∈0.50
Lmulti=Lce +Lce +Lce ,
式中,h表示输入图片的长度,w表示输入图片的宽度,c表示输入图片的高度,C表示输z∈1入图片的高度集合,S(Xn)表示生成器产生的预测概率图,Lce 表示图片为原始尺寸时通过z∈0.75生成器的交叉熵损失,Lce 表示图片尺寸为原始图片大小的0.75倍时通过生成器的交z∈0.50叉熵损失,Lce 表示表示图片尺寸为原始图片大小的0.50倍时通过生成器的交叉熵损失,yn表示为一个指示参数,D(Yn)表示从标注图像获得的概率图通过鉴别器得到的置信图,D(S(Xn))表示从生成器得到的概率图通过鉴别器得到的置信图。
2.根据权利要求1所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,步骤S10包括:S11,搭建生成器;
S12,引入多尺度信息以融合全局和局部特征;
S13,搭建鉴别器网络,以确定初始生成式对抗分割网络。
3.根据权利要求2所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,步骤S11包括:采用复合残差网络通过提取不同尺寸的图片得到不同尺度的特征;通过金字塔模块使用具有不同采样率的多个并行的空洞卷积层,为每个采样率提取的特征在单独的分支中进一步处理,步长小的模块提取全局特征,步长大的模块提取局部特征,并相加融合以生成最终结果,根据最终结果确定生成器。
4.根据权利要求2所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,步骤S12包括:S121,将多尺寸的遥感图像输入生成器;
S122,输入特征X经过残差模块的一个卷积层得到F(X),在由残差模块的跳越结构得到F(X)+WX,由不同尺寸的遥感图像经过残差模块分别得到特征D1,特征D2,和特征D3;其中W是卷积操作;
S123,D1,D2,和D3分别通过一个金字塔模块融合全局和局部特征得到D1对应的F1,D2对应的F2,和D3对应的F3;
S124,对F1,F2,F3进行多尺度特征融合得到R5。
5.根据权利要求4所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,所述构建训练数据集包括:将原始数据集的RGB图和标注图像进行裁剪,得到尺寸为512*512的RGB图和标注图,以确定所述训练数据集。
6.根据权利要求5所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,Lseg=Lmulti+λadvLadv+λsemiLsemi,式中,λadv表示第一权重,λsemi表示第二权重。
7.根据权利要求6所述的基于生成式对抗网络的遥感图像半监督语义分割方法,其特征在于,式中,MIoU表示平均交并比,pii表示真实正例的数量, 表示总数量,k表示类别数。