Deep learning has largely reshaped remote sensing (RS) research for aerial image understanding and made a great success. Nevertheless, most of the existing deep models are initialized with the ImageNet pretrained weights. Since natural images inevitably present a large domain gap relative to aerial images, probably limiting the finetuning performance on downstream aerial scene tasks. This issue motivates us to conduct an empirical study of remote sensing pretraining (RSP) on aerial images. To this end, we train different networks from scratch with the help of the largest RS scene recognition dataset up to now -- MillionAID, to obtain a series of RS pretrained backbones, including both convolutional neural networks (CNN) and vision transformers such as Swin and ViTAE, which have shown promising performance on computer vision tasks. Then, we investigate the impact of RSP on representative downstream tasks including scene recognition, semantic segmentation, object detection, and change detection using these CNN and vision transformer backbones. Empirical study shows that RSP can help deliver distinctive performances in scene recognition tasks and in perceiving RS related semantics such as "Bridge" and "Airplane". We also find that, although RSP mitigates the data discrepancies of traditional ImageNet pretraining on RS images, it may still suffer from task discrepancies, where downstream tasks require different representations from scene recognition tasks. These findings call for further research efforts on both large-scale pretraining datasets and effective pretraining methods. The codes and pretrained models will be released at https://github.com/ViTAE-Transformer/ViTAE-Transformer-Remote-Sensing.


翻译:深度学习极大重塑了遥感(RS)领域对航拍图像理解的研究,并取得了巨大成功。然而,现有深度学习模型大多采用ImageNet预训练权重初始化。由于自然图像与航拍图像之间不可避免地存在领域差异,这可能限制下游航拍场景任务的微调性能。这一问题促使我们对航拍图像的遥感预训练(RSP)开展实证研究。为此,我们借助迄今为止最大的遥感场景识别数据集——MillionAID,从零开始训练不同网络结构,获得一系列遥感预训练骨干模型,包括卷积神经网络(CNN)以及视觉Transformer(如Swin和ViTAE),这些模型已在计算机视觉任务中展现出色性能。随后,我们使用这些CNN和视觉Transformer骨干网络,考察RSP对场景识别、语义分割、目标检测和变化检测等代表性下游任务的影响。实证研究表明,RSP能在场景识别任务及感知“桥梁”、“飞机”等遥感相关语义方面带来显著性能提升。我们还发现,尽管RSP缓解了传统ImageNet预训练在遥感图像上的数据分布差异,但仍可能面临任务差异问题——即下游任务需要与场景识别任务不同的表征。这些发现呼吁进一步研究大规模预训练数据集和高效预训练方法。代码与预训练模型将发布在https://github.com/ViTAE-Transformer/ViTAE-Transformer-Remote-Sensing。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2022】基于知识蒸馏的高效预训练
专知会员服务
32+阅读 · 2022年4月23日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AI新视野 | 数据蒸馏Dataset Distillation
人工智能前沿讲习班
31+阅读 · 2019年6月14日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Transformers in Remote Sensing: A Survey
Arxiv
25+阅读 · 2022年9月2日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 自回归Boltzmann生成器重塑分子采样
专知会员服务
3+阅读 · 6月26日
GNN跨域综述:从消息传递到图基础模型
专知会员服务
1+阅读 · 6月26日
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
12+阅读 · 6月26日
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月26日
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
3+阅读 · 6月26日
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
相关VIP内容
【CVPR2022】基于知识蒸馏的高效预训练
专知会员服务
32+阅读 · 2022年4月23日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
AI新视野 | 数据蒸馏Dataset Distillation
人工智能前沿讲习班
31+阅读 · 2019年6月14日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员