遥感科学与应用技术
程传祥, 金飞, 左溪冰, 林雨准, 王淑香, 刘潇
【目的】遥感影像目标检测是遥感影像智能解译的关键技术,旨在自动搜索并定位影像中的感兴趣目标。尽管通用目标检测算法在自然影像上已取得显著进展,但由于遥感影像固有的背景复杂、目标尺度与形状变化剧烈(多尺度、极端长宽比目标)等特性,其直接应用于遥感领域时性能受限。【方法】为应对上述挑战,本文提出了一个尺度和形状感知方法用于检测遥感影像复杂背景下的多尺度和极端长宽比目标,并将其命名为BSPDet(Background, Scale, and Profile Detector)。该网络由3个协同工作的核心模块构成: ① 以全局和局部交叉融合网络(Global-Local Contexts Crossing Fusion Network, GLCCFNet)作为主干网络,有效捕获多尺度目标的深层特征,实现尺度感知; ② 引入一个可挑选焦点特征融合网络(Select Focus Feature Pyramid Network, SFFPN),通过语义精炼与空间选择机制,精准过滤复杂的背景噪声,增强对目标的专注度; ③ 设计了形状感知解耦检测头(Shape Sensitive Decoupled Head, SSDHead),专门用于提升对极端长宽比目标的特征提取能力,实现形状感知。这3个模块有机结合,共同提升了模型在复杂场景下的检测鲁棒性。【结果】为验证BSPDet的有效性,本文在3个光学遥感数据集(DIOR, RSOD, HRRSD)和一个SAR数据集(SSDD)上进行了综合实验。结果表明, BSPDet在3个光学数据集上的平均精度均值(mAP)分别达到了73.7%、96.5%和94.4%,显著优于PKINet、 YOLOv12等先进算法。在SAR影像的SSDD数据集上, mAP更是高达98.7%,超越了LWM-YOLO和DEPDet等最新方法,展示了优越的性能和良好的泛化能力。【结论】本文提出的BSPDet通过融合尺度感知、背景抑制与形状感知机制,有效提升了遥感影像目标检测的精度。该方法为解决遥感图像中多尺度和极端长宽比目标的检测难题提供了新的思路,可为道路病害识别、舰船监测等应用领域提供有力的技术参考。