基于迁移深度学习的遥感图像场景分类_遥感分类迁移学习知乎-程序员宅基地

技术标签: 遥感图像场景分类  

前述

根据语义特征对遥感图像场景进行分类是一项具有挑战性的任务。因为遥感图像场景的类内变化较大,而类间变化有时却较小。不同的物体会以不同的尺度和方向出现在同一类场景中,而同样的物体也可能出现在不同的场景里。

理论上,深度学习能够通过提取遥感图像的高层次特征,表征出遥感场景间的细微差别。然而,目前遥感领域并不具备足够的带标签的遥感图像用于训练深度学习中网络模型中巨量的结构参数。当采用现有遥感数据集训练深度网络模型时会出现严重的过拟合。将在 Image Net 上训练得到的深度网络模型迁移至遥感图像场景分类也成为深度学习理论应用于遥感领域的重要发展方向。经 Image Net 数据集预训练的模型能够成功迁移至遥感场景分类任务的原因在于,遥感图像和日常可见光图像的基本视觉模块(例如:边、角)是相同的。

迁移学习(Transfer Learning)的目标是将从一个环境中学到的知识用来帮助新环境中的学习任务。目前大多数机器学习算法均是假设训练数据以及测试数据的特征分布相同。然而这在现实世界中却时常不可行。例如我们我们要对一个任务进行分类,但是此任务中数据不充足(在迁移学习中也被称为目标域),然而却又需要大量的相关的训练数据(在迁移学习中也被称为源域),但是此训练数据与所需进行的分类任务中的测试数据特征分布不同(例如语音情感识别中,一种语言的语音数据充足,然而所需进行分类任务的情感数据却极度缺乏),在这种情况下如果可以采用合适的迁移学习方法则可以大大提高样本不充足任务的分类识别结果。也即是大家通常所说的将知识迁移到新环境中的能力,这通常被称为迁移学习。当两者的相似度并不大的时候,会出现负迁移的情况,这个时候就不适合做迁移。


预训练模型

简单来说,预训练模型(pre-trained model)是前人为了解决类似问题所创造出来的模型。你在解决问题的时候,不用从零开始训练一个新模型,可以从在类似问题中训练过的模型入手。比如说,如果你想做一辆自动驾驶汽车,可以花数年时间从零开始构建一个性能优良的图像识别算法,也可以从Google在ImageNet数据集上训练得到的inception model(一个预训练模型)起步,来识别图像。一个预训练模型可能对于你的应用中并不是100%的准确对口,但是它可以为你节省大量功夫。

通过使用之前在大数据集上经过训练的预训练模型,我们可以直接使用相应的结构和权重,将它们应用到我们正在面对的问题上。这被称作是“迁移学习”,即将预训练的模型“迁移”到我们正在应对的特定问题中。在选择预训练模型的时候你需要非常仔细,如果你的问题与预训练模型训练情景下有很大的出入,那么模型所得到的预测结果将会非常不准确。 
预训练模型已经训练得很好,我们就不会在短时间内去修改过多的权重,在迁移学习中用到它的时候,往往只是进行微调(fine tune)。在修改模型的过程中,我们通过会采用比一般训练模型更低的学习速率


如何使用预训练模型:

场景一:数据集小,数据相似度高(与pre-trained model的训练数据相比而言) 
在这种情况下,因为数据与预训练模型的训练数据相似度很高,因此我们不需要重新训练模型。我们只需要将输出层改制成符合问题情境下的结构就好。我们使用预处理模型作为模式提取器。比如说我们使用在ImageNet上训练的模型来辨认一组新照片中的小猫小狗。在这里,需要被辨认的图片与ImageNet库中的图片类似,但是我们的输出结果中只需要两项——猫或者狗。在这个例子中,我们需要做的就是把dense layer和最终softmax layer的输出从1000个类别改为2个类别。

场景二:数据集小,数据相似度不高 
在这种情况下,我们可以冻结预训练模型中的前k个层中的权重,然后重新训练后面的n-k个层,当然最后一层也需要根据相应的输出格式来进行修改。因为数据的相似度不高,重新训练的过程就变得非常关键。而新数据集大小的不足,则是通过冻结预训练模型的前k层进行弥补。

场景三:数据集大,数据相似度不高 
在这种情况下,因为我们有一个很大的数据集,所以神经网络的训练过程将会比较有效率。然而,因为实际数据与预训练模型的训练数据之间存在很大差异,采用预训练模型将不会是一种高效的方式。因此最好的方法还是将预处理模型中的权重全都初始化后在新数据集的基础上重头开始训练。

场景四:数据集大,数据相似度高 
这就是最理想的情况,采用预训练模型会变得非常高效。最好的运用方式是保持模型原有的结构和初始权重不变,随后在新数据集的基础上重新训练。


微调模型的方法 :
如何使用与训练模型,是由数据集大小和新旧数据集(预训练的数据集和我们要解决的数据集)之间数据的相似度来决定的。 
特征提取 
我们可以将预训练模型当做特征提取装置来使用。具体的做法是,将输出层去掉,然后将剩下的整个网络当做一个固定的特征提取机,从而应用到新的数据集中。

采用预训练模型的结构 
我们还可以采用预训练模型的结构,但先将所有的权重随机化,然后依据自己的数据集进行训练。

训练特定层,冻结其他层 
另一种使用预训练模型的方法是对它进行部分的训练。具体的做法是,将模型起始的一些层的权重保持不变,重新训练后面的层,得到新的权重。在这个过程中,我们可以多次进行尝试,从而能够依据结果找到frozen layers和retrain layers之间的最佳搭配。

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/flopf1016821/article/details/79393205

智能推荐

攻防世界_难度8_happy_puzzle_攻防世界困难模式攻略图文-程序员宅基地

文章浏览阅读645次。这个肯定是末尾的IDAT了,因为IDAT必须要满了才会开始一下个IDAT,这个明显就是末尾的IDAT了。,对应下面的create_head()代码。,对应下面的create_tail()代码。不要考虑爆破,我已经试了一下,太多情况了。题目来源:UNCTF。_攻防世界困难模式攻略图文

达梦数据库的导出(备份)、导入_达梦数据库导入导出-程序员宅基地

文章浏览阅读2.9k次,点赞3次,收藏10次。偶尔会用到,记录、分享。1. 数据库导出1.1 切换到dmdba用户su - dmdba1.2 进入达梦数据库安装路径的bin目录,执行导库操作  导出语句:./dexp cwy_init/[email protected]:5236 file=cwy_init.dmp log=cwy_init_exp.log 注释:   cwy_init/init_123..._达梦数据库导入导出

js引入kindeditor富文本编辑器的使用_kindeditor.js-程序员宅基地

文章浏览阅读1.9k次。1. 在官网上下载KindEditor文件,可以删掉不需要要到的jsp,asp,asp.net和php文件夹。接着把文件夹放到项目文件目录下。2. 修改html文件,在页面引入js文件:<script type="text/javascript" src="./kindeditor/kindeditor-all.js"></script><script type="text/javascript" src="./kindeditor/lang/zh-CN.js"_kindeditor.js

STM32学习过程记录11——基于STM32G431CBU6硬件SPI+DMA的高效WS2812B控制方法-程序员宅基地

文章浏览阅读2.3k次,点赞6次,收藏14次。SPI的详情简介不必赘述。假设我们通过SPI发送0xAA,我们的数据线就会变为10101010,通过修改不同的内容,即可修改SPI中0和1的持续时间。比如0xF0即为前半周期为高电平,后半周期为低电平的状态。在SPI的通信模式中,CPHA配置会影响该实验,下图展示了不同采样位置的SPI时序图[1]。CPOL = 0,CPHA = 1:CLK空闲状态 = 低电平,数据在下降沿采样,并在上升沿移出CPOL = 0,CPHA = 0:CLK空闲状态 = 低电平,数据在上升沿采样,并在下降沿移出。_stm32g431cbu6

计算机网络-数据链路层_接收方收到链路层数据后,使用crc检验后,余数为0,说明链路层的传输时可靠传输-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2k次,点赞2次,收藏8次。数据链路层习题自测问题1.数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?“电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?2.数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。3.网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?4.数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决?5.如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题?6.PPP协议的主要特点是什么?为什么PPP不使用帧的编号?PPP适用于什么情况?为什么PPP协议不_接收方收到链路层数据后,使用crc检验后,余数为0,说明链路层的传输时可靠传输

软件测试工程师移民加拿大_无证移民,未受过软件工程师的教育(第1部分)-程序员宅基地

文章浏览阅读587次。软件测试工程师移民加拿大 无证移民,未受过软件工程师的教育(第1部分) (Undocumented Immigrant With No Education to Software Engineer(Part 1))Before I start, I want you to please bear with me on the way I write, I have very little gen...

随便推点

Thinkpad X250 secure boot failed 启动失败问题解决_安装完系统提示secureboot failure-程序员宅基地

文章浏览阅读304次。Thinkpad X250笔记本电脑,装的是FreeBSD,进入BIOS修改虚拟化配置(其后可能是误设置了安全开机),保存退出后系统无法启动,显示:secure boot failed ,把自己惊出一身冷汗,因为这台笔记本刚好还没开始做备份.....根据错误提示,到bios里面去找相关配置,在Security里面找到了Secure Boot选项,发现果然被设置为Enabled,将其修改为Disabled ,再开机,终于正常启动了。_安装完系统提示secureboot failure

C++如何做字符串分割(5种方法)_c++ 字符串分割-程序员宅基地

文章浏览阅读10w+次,点赞93次,收藏352次。1、用strtok函数进行字符串分割原型: char *strtok(char *str, const char *delim);功能:分解字符串为一组字符串。参数说明:str为要分解的字符串,delim为分隔符字符串。返回值:从str开头开始的一个个被分割的串。当没有被分割的串时则返回NULL。其它:strtok函数线程不安全,可以使用strtok_r替代。示例://借助strtok实现split#include <string.h>#include <stdio.h&_c++ 字符串分割

2013第四届蓝桥杯 C/C++本科A组 真题答案解析_2013年第四届c a组蓝桥杯省赛真题解答-程序员宅基地

文章浏览阅读2.3k次。1 .高斯日记 大数学家高斯有个好习惯:无论如何都要记日记。他的日记有个与众不同的地方,他从不注明年月日,而是用一个整数代替,比如:4210后来人们知道,那个整数就是日期,它表示那一天是高斯出生后的第几天。这或许也是个好习惯,它时时刻刻提醒着主人:日子又过去一天,还有多少时光可以用于浪费呢?高斯出生于:1777年4月30日。在高斯发现的一个重要定理的日记_2013年第四届c a组蓝桥杯省赛真题解答

基于供需算法优化的核极限学习机(KELM)分类算法-程序员宅基地

文章浏览阅读851次,点赞17次,收藏22次。摘要:本文利用供需算法对核极限学习机(KELM)进行优化,并用于分类。

metasploitable2渗透测试_metasploitable2怎么进入-程序员宅基地

文章浏览阅读1.1k次。一、系统弱密码登录1、在kali上执行命令行telnet 192.168.26.1292、Login和password都输入msfadmin3、登录成功,进入系统4、测试如下:二、MySQL弱密码登录:1、在kali上执行mysql –h 192.168.26.129 –u root2、登录成功,进入MySQL系统3、测试效果:三、PostgreSQL弱密码登录1、在Kali上执行psql -h 192.168.26.129 –U post..._metasploitable2怎么进入

Python学习之路:从入门到精通的指南_python人工智能开发从入门到精通pdf-程序员宅基地

文章浏览阅读257次。本文将为初学者提供Python学习的详细指南,从Python的历史、基础语法和数据类型到面向对象编程、模块和库的使用。通过本文,您将能够掌握Python编程的核心概念,为今后的编程学习和实践打下坚实基础。_python人工智能开发从入门到精通pdf

推荐文章

热门文章

相关标签