論文の概要: DAM-Net: Global Flood Detection from SAR Imagery Using Differential
Attention Metric-Based Vision Transformers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.00704v1
- Date: Thu, 1 Jun 2023 14:12:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-02 15:46:05.377448
- Title: DAM-Net: Global Flood Detection from SAR Imagery Using Differential
Attention Metric-Based Vision Transformers
- Title(参考訳): DAM-Net:差分注意量に基づく視覚変換器を用いたSAR画像からのグローバル洪水検出
- Authors: Tamer Saleh, Xingxing Weng, Shimaa Holail, Chen Hao and Gui-Song Xia
- Abstract要約: 高分解能合成開口レーダ(SAR)画像を用いた浸水領域の検出は危機管理や災害管理における重要な課題である。
そこで本研究では,新しいディファレンシャル・アテンション・メトリック・ベース・ネットワーク(DAM-Net)を提案する。
DAM-Netは、多時間画像のマルチスケールな変化特徴を得るためのウェイトシェアリングシームスバックボーンと、水体変化の高レベルな意味情報を含むトークンの2つのキーコンポーネントから構成される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 22.885444177106873
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The detection of flooded areas using high-resolution synthetic aperture radar
(SAR) imagery is a critical task with applications in crisis and disaster
management, as well as environmental resource planning. However, the complex
nature of SAR images presents a challenge that often leads to an overestimation
of the flood extent. To address this issue, we propose a novel differential
attention metric-based network (DAM-Net) in this study. The DAM-Net comprises
two key components: a weight-sharing Siamese backbone to obtain multi-scale
change features of multi-temporal images and tokens containing high-level
semantic information of water-body changes, and a temporal differential fusion
(TDF) module that integrates semantic tokens and change features to generate
flood maps with reduced speckle noise. Specifically, the backbone is split into
multiple stages. In each stage, we design three modules, namely, temporal-wise
feature extraction (TWFE), cross-temporal change attention (CTCA), and
temporal-aware change enhancement (TACE), to effectively extract the change
features. In TACE of the last stage, we introduce a class token to record
high-level semantic information of water-body changes via the attention
mechanism. Another challenge faced by data-driven deep learning algorithms is
the limited availability of flood detection datasets. To overcome this, we have
created the S1GFloods open-source dataset, a global-scale high-resolution
Sentinel-1 SAR image pairs dataset covering 46 global flood events between 2015
and 2022. The experiments on the S1GFloods dataset using the proposed DAM-Net
showed top results compared to state-of-the-art methods in terms of overall
accuracy, F1-score, and IoU, which reached 97.8%, 96.5%, and 93.2%,
respectively. Our dataset and code will be available online at
https://github.com/Tamer-Saleh/S1GFlood-Detection.
- Abstract(参考訳): 高分解能合成開口レーダ(sar)画像を用いた浸水地域の検出は,危機・災害管理や環境資源計画の応用において重要な課題である。
しかし、SAR画像の複雑な性質は、しばしば洪水範囲の過大評価につながる課題を示す。
この問題に対処するため,本研究では差分注意メトリックベースネットワーク (dam-net) を提案する。
DAM-Netは、多面体変化の高レベルな意味情報を含むマルチテンポラル画像とトークンのマルチスケールな変化特徴を得るためのウェイトシェアリングシームスバックボーンと、セマンティックトークンと変更特徴を統合してスペックルノイズを低減したフラッドマップを生成するテンポラルディファレンシャルフュージョン(TDF)モジュールである。
特に、背骨は複数の段階に分けられる。
各段階では,twfe(temporal-wise feature extraction),ctca(cross-temporal change attention),tace(temporal-aware change enhancement)という3つのモジュールをデザインし,変更特徴を効果的に抽出する。
最終段階のTACEでは,注目機構を介して水面変化の高レベルな意味情報を記録するためのクラストークンを導入する。
データ駆動ディープラーニングアルゴリズムが直面するもうひとつの課題は、洪水検出データセットの可用性の制限だ。
s1gfloodsオープンソースデータセットは、2015年から2022年にかけての46の世界的な洪水イベントをカバーする、グローバルな高解像度センチネル-1 sarイメージペアデータセットである。
提案したDAM-Netを用いたS1GFloodsデータセットの実験では、全体の精度が97.8%、96.5%、93.2%に達したF1スコア、IoUといった最先端の手法と比較された。
データセットとコードはhttps://github.com/Tamer-Saleh/S1GFlood-Detection.comで公開されます。
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