3D geo-information is of great significance for understanding the living environment; however, 3D perception from remote sensing data, especially on a large scale, is restricted. To tackle this problem, we propose a method for monocular height estimation from optical imagery, which is currently one of the richest sources of remote sensing data. As an ill-posed problem, monocular height estimation requires well-designed networks for enhanced representations to improve performance. Moreover, the distribution of height values is long-tailed with the low-height pixels, e.g., the background, as the head, and thus trained networks are usually biased and tend to underestimate building heights. To solve the problems, instead of formalizing the problem as a regression task, we propose HTC-DC Net following the classification-regression paradigm, with the head-tail cut (HTC) and the distribution-based constraints (DCs) as the main contributions. HTC-DC Net is composed of the backbone network as the feature extractor, the HTC-AdaBins module, and the hybrid regression process. The HTC-AdaBins module serves as the classification phase to determine bins adaptive to each input image. It is equipped with a vision transformer encoder to incorporate local context with holistic information and involves an HTC to address the long-tailed problem in monocular height estimation for balancing the performances of foreground and background pixels. The hybrid regression process does the regression via the smoothing of bins from the classification phase, which is trained via DCs. The proposed network is tested on three datasets of different resolutions, namely ISPRS Vaihingen (0.09 m), DFC19 (1.3 m) and GBH (3 m). Experimental results show the superiority of the proposed network over existing methods by large margins. Extensive ablation studies demonstrate the effectiveness of each design component.


翻译:三维地理信息对于理解生存环境具有重要意义;然而,从遥感数据(尤其是大尺度数据)进行三维感知仍受到限制。为解决此问题,我们提出了一种基于光学影像的单目高度估计方法,而光学影像是目前最丰富的遥感数据来源之一。由于单目高度估计属于病态问题,需要设计具有增强表征能力的网络以提升性能。此外,高度值分布呈长尾特性,低高度像素(如背景)占据头部,导致训练后的网络通常存在偏差,倾向于低估建筑物高度。为解决上述问题,我们摒弃了将问题形式化为回归任务的传统做法,转而遵循分类-回归范式提出HTC-DC Net,其核心贡献包括头尾截断(HTC)与基于分布的约束(DCs)。HTC-DC Net由作为特征提取器的骨干网络、HTC-AdaBins模块以及混合回归过程组成。HTC-AdaBins模块承担分类阶段任务,用于确定适应每张输入图像的自适应分箱区间。该模块配备了视觉Transformer编码器以融合局部上下文与全局信息,并通过引入HTC来解决单目高度估计中的长尾问题,从而平衡前景与背景像素的性能。混合回归过程通过对分类阶段产生的分箱区间进行平滑处理实现回归,并借助DCs进行训练。所提网络在三个不同分辨率的公开数据集(ISPRS Vaihingen(0.09米)、DFC19(1.3米)、GBH(3米))上进行了测试。实验结果表明,该网络在性能上显著优于现有方法。大量消融研究证实了各设计组件的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
现代战争的隐蔽系统:伊朗战争十大启示
专知会员服务
1+阅读 · 今天3:58
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
5+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
13+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
9+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
相关资讯
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员