論文の概要: Transformer-based Multimodal Change Detection with Multitask Consistency Constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09276v3
- Date: Wed, 17 Apr 2024 03:02:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-18 19:30:24.076498
- Title: Transformer-based Multimodal Change Detection with Multitask Consistency Constraints
- Title(参考訳): マルチタスク整合性制約を用いたトランスフォーマーによるマルチモーダル変化検出
- Authors: Biyuan Liu, Huaixin Chen, Kun Li, Michael Ying Yang,
- Abstract要約: 現在の変化検出方法は、意味変化検出タスクと高さ変化検出タスクのマルチタスク競合に対処する。
そこで我々は,クロスアテンションにより,多次元入力間の共有表現を学習する効率的なトランスフォーマーネットワークを提案する。
提案手法は,5つの現状変化検出手法と比較して,意味的および高さ変化検出の観点から,一貫したマルチタスク優位性を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.906283981247796
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Change detection plays a fundamental role in Earth observation for analyzing temporal iterations over time. However, recent studies have largely neglected the utilization of multimodal data that presents significant practical and technical advantages compared to single-modal approaches. This research focuses on leveraging {pre-event} digital surface model (DSM) data and {post-event} digital aerial images captured at different times for detecting change beyond 2D. We observe that the current change detection methods struggle with the multitask conflicts between semantic and height change detection tasks. To address this challenge, we propose an efficient Transformer-based network that learns shared representation between cross-dimensional inputs through cross-attention. {It adopts a consistency constraint to establish the multimodal relationship. Initially, pseudo-changes are derived by employing height change thresholding. Subsequently, the $L2$ distance between semantic and pseudo-changes within their overlapping regions is minimized. This explicitly endows the height change detection (regression task) and semantic change detection (classification task) with representation consistency.} A DSM-to-image multimodal dataset encompassing three cities in the Netherlands was constructed. It lays a new foundation for beyond-2D change detection from cross-dimensional inputs. Compared to five state-of-the-art change detection methods, our model demonstrates consistent multitask superiority in terms of semantic and height change detection. Furthermore, the consistency strategy can be seamlessly adapted to the other methods, yielding promising improvements.
- Abstract(参考訳): 変化検出は、時間とともに時間的反復を分析するために、地球観測において基本的な役割を果たす。
しかし、近年の研究では、単一モーダルアプローチと比較して、実用的および技術的優位性を示すマルチモーダルデータの利用をほとんど無視している。
本研究では,2次元を超える変化を検出するために,<pre-event>デジタル表面モデル(DSM)データと<post-event>デジタル空中画像を活用することに焦点を当てた。
本研究では,現在行われている変化検出手法が,意味変化検出タスクと高さ変化検出タスクのマルチタスク競合に悩まされていることを観察する。
この課題に対処するために,クロスアテンションによる多次元入力間の共有表現を学習する,効率的なトランスフォーマーベースネットワークを提案する。
これは、マルチモーダル関係を確立するために一貫性制約を採用する。
当初、擬似変化は高さ変化閾値を用いて引き起こされる。
その後、重複領域内の意味的変化と擬似変化の間の$L2$距離を最小化する。
これにより、ハイトチェンジ検出(回帰タスク)とセマンティックチェンジ検出(分類タスク)に表現整合性を持たせることができる。
オランダの3都市を対象とするDSM-to-imageマルチモーダルデータセットを構築した。
二次元の入力から2次元的変化を検出するための新しい基礎を築いている。
提案手法は,5つの現状変化検出手法と比較して,意味的および高さ変化検出の観点から,一貫したマルチタスク優位性を示す。
さらに、一貫性戦略は他の手法にシームレスに適応でき、有望な改善をもたらす。
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