长春工程学院佘向飞获国家专利权
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龙图腾网获悉长春工程学院申请的专利一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120852895B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511367817.7,技术领域涉及:G06V10/764;该发明授权一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法是由佘向飞;潘欣;李晓峰;赵健;唐展逵设计研发完成,并于2025-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法在说明书摘要公布了:一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法,涉及图像处理领域。本发明是为了解决现有无人机影像分类方法存在地物分类准确率低的问题。本发明包括:对多角度无人机影像分割,获得分割结果和分割块对应语义矢量;建立区域近似性邻域模块,获取区域近视性邻域代表;建立方向链接语义知识图谱生成模块,获取方向链接语义知识图谱;获取正射角度无人机影像中所有分割块对应的知识图谱,从而形成全局知识图谱列表;建立知识图谱的多方向嵌入模块,获取结构上一致的表达矢量;构建聚类模型,对结构上一致的表达矢量进行聚类获得聚类结果;将聚类模型应用到正射角度的无人机影像上,生成无监督分类结果图。
本发明授权一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法在权利要求书中公布了:1.一种整合多角度信息的无人机影像无监督分类方法,其特征在于所述方法具体过程为: S1,输入多角度无人机影像,对每个影像进行分割,获得每个影像对应的分割块,从而获得正射角度无人机影像的分割结果列表OrthoSegList和非正射角度的无人机影像的分割结果列表NonXSegList,将每一个分割块转换为具有语义信息的特征向量,获得语义矢量列表OrthoVectorList和NonXVectorList,具体为: 所述多角度无人机影像包括:一个正射角度的无人机影像Orthoimage和由一组非正射角度的无人机影像组成的列表NonOrthoimageList; S101,输入一张正射角度的无人机影像Orthoimage,输入由一组非正射角度的无人机影像组成的列表NonOrthoimageList; 所述NonOrthoimageList中包含NonNumber个非正射角度无人机影像; S102,利用图像分割模型SAM对Orthoimage进行分割,获得正射角度无人机影像分割结果的列表OrthoSegList; 所述OrthoSegList包含a个分割块SegmentX; S103,对于OrthoSegList的每一个表项,调用多模态大语言模型MLLM生成描述当前SegmentX内容的文本标注,形成OrthoSegList对应的文本内容列表OrthoSegTextList; S104,调用文本嵌入神经网络TEN,对于OrthoSegTextList中的一个元素,TEN将OrthoSegTextList中的元素转换为一维语义矢量VectorX,TEN处理OrthoSegTextList的每个元素形成OrthoSegList的语义矢量列表OrthoVectorList; 所述TEN转换输出矢量VectorX的维度为VecDim; S105,初始化一个循环变量MultiViewCounter=0; S106,在NonOrthoimageList中取出第MultiViewCounter张影像NonOrthoimageX; S107,对于被取出的影像NonOrthoimageX,利用SAM对影像NonOrthoimageX进行分割,获得分割结果的列表NonXSegList; 所述NonXSegList包含b个分割块SegmentZ; S108,对于NonXSegList的每一个表项,调用MLLM生成描述SegmentZ内容的文本标注,最终形成NonXSegList对应的文本内容列表NonXSegTextList; S109,对于NonXSegTextList中的一个元素,TEN将NonXSegTextList中的一个元素转换为一维矢量VectorZ,TEN处理NonXSegTextList的每个元素形成NonXSegList的语义矢量列表NonXVectorList; S110,将NonXSegList、NonXSegTextList和NonXVectorList链接到NonOrthoimageX上; S111,令MultiViewCounter=MultiViewCounter+1; S112,如果MultiViewCounter小于NonNumber则转到S106;否则转到S113; 其中,NonNumber是NonOrthoimageList中影像总数; S113,输出OrthoSegList、NonXSegList、OrthoVectorList和NonXVectorList; S2,建立区域近似性邻域模块RPNM,RPNM利用语义矢量InputVector、目标非正射角度无人机影像NonOrthoimageY、NonXSegList和NonXVectorList获取区域近似性邻域代表RepVectorList,具体为: S201,建立RPNM模块,RPNM模块输入为一个语义矢量InputVector和一个目标非正射角度无人机影像NonOrthoimageY; S202,RPNM模块根据目标NonOrthoimageY的宽度NonOrthoimageYW,设定方形滑动窗口SlidingWindow的边长和移动步长Step; S203,从NonOrthoimageY的左上角开始,按照Step,从左到右、从上到下遍历影像NonOrthoimageY; S204,找到NonOrthoimageY相关联的NonXSegList,对于每一个窗口位置,获取NonXSegList中与SlidingWindow相交的分割块集合InterSectSegs,并找到InterSectSegs中每个SegmentZ在NonXVectorList中对应的语义矢量,形成列表InterSectVectors;计算所有InterSectVectors中所有矢量的均值,获得当前位置的均值表达矢量MeanPositionVector,在每一个位置形成由MeanPositionVector和NonXVectorList构成的二元组; S205,在SlidingWindow遍历结束后,计算输入的InputVector与所有位置的MeanPositionVector之间的余弦相似度; S206,找到InputVector与所有位置的MeanPositionVector余弦相似度最低值对应的MeanPositionVector,基于MeanPositionVector的对应二元组找到对应的NonXVectorList作为区域近似性邻域代表RepVectorList; S207,将RepVectorList作为RPNM的结果输出; S3,建立方向链接语义知识图谱生成模块DESLGGM,DESLGGM利用OrthoSegList、NonOrthoimageList、OrthoVectorList和RPNM创建方向链接语义知识图谱KG,具体为: S301,建立DESLGGM模块,DESLGGM模块的输入为:OrthoSegList中的一个分割块SegmentX和NonOrthoimageList中的一个非正射角度无人机影像NonOrthoimageZ; S302,在NonOrthoimageZ影像的元数据中提取出方向属性DirFea和高度属性HigFea; S303,获取SegmentX在OrthoVectorList中对应的一维语义矢量VectorX; S304,调用S2定义的RPNM模块,将VectorX作为RPNM的第一个输入InputVector,将NonOrthoimageZ作为RPNM的第二个输入NonOrthoimageY; S305,从RPNM模块接收输出的RepVectorList; S306,查找SegmentX有没有关联的知识图谱KG,如果SegmentX没有关联的知识图谱KG,则转到S307;否则,转到S309; S307,创建一个方向链接语义知识图谱KG,为KG添加一个核心节点CenterPoint,将KG关联到SegmentX上; S308,为CenterPoint添加一个属性,属性值设置为VectorX; S309,找到KG内部的核心节点CenterPoint; S310,取出RepVectorList中的每一个元素,建立每个元素对应的知识图谱节点; 知识图谱节点属性为RepVectorList相应元素的值; S311,将S310建立知识图谱节点关联到CenterPoint上,为所有的关联设置两个属性,属性的值分别为DirFea和HigFea; S312,将KG作为DESLGGM的结果输出; S4,利用OrthoSegList、NonOrthoimageList和DESLGGM获取OrthoSegList中所有分割块对应的知识图谱,OrthoSegList中所有分割块对应的知识图谱形成全局知识图谱列表GraphList,具体为: S401,获取S1中生成的所有OrthoSegList,获取OrthoSegList的元素总数OrthoSegListNum; S402,初始化第一循环变量OrthoCounter=0; S403,取出OrthoSegList中第OrthoCounter个元素SegmentT; S404,初始化第二循环变量NonOrthoCounter=0; S405,取出NonOrthoimageList的第NonOrthoCounter个元素NonOrthoimageT; S406,引入DESLGGM模块进行处理,获取DESLGGM模块的输出KG; 将SegmentT作为DESLGGM的第一个输入SegmentX,将NonOrthoimageT作为DESLGGM的第二个输入NonOrthoimageZ; S407,令NonOrthoCounter=NonOrthoCounter+1; S408,如果NonOrthoCounter小于NonNumber则转到S405,否则转到S409; 其中,NonNumber是NonOrthoimageList中元素总数; S409,令OrthoCounter=OrthoCounte+1; S410,如果OrthoCounter小于OrthoSegListNum则转到S403,否则转到S411; 其中,OrthoSegListNum是OrthoSegList中元素总数; S411,取出OrthoSegList中所有分割块对应的知识图谱,组成全局知识图谱列表GraphList; 其中,GraphList中每一个元素是一个知识图谱; S5,建立知识图谱的方向嵌入模块MEMKG,MEMKG利用GraphList和NonOrthoimageList获取结构上一致的表达矢量YZVector,具体为: S501,建立MEMKG模块,MEMKG模块的输入为GraphList中的一个知识图谱GraphY; S502,建立结构上一致的表达矢量YZVector; 所述YZVector是一个包含VecDim×NonNumber个元素的一维矢量,所有元素值默认为0; S503,取出GraphY的核心节点CenterPoint; S504,取出CenterPoint的属性CenterPointVector; S505,初始化表达循环变量KGCounter=0; S506,取出在GraphY中关联CenterPoint的第KGCounter个元素NodeX; S507,获取CenterPoint到NodeX的关联的属性DirFea和HigFea; S508,获取NodeX的属性值NodeXVector; S509,依据DirFea和HigFea的值,在NonOrthoimageList中找到第NonX个影像; NonOrthoimageList中的第NonX个影像元数据存储方向和高度信息分别为DirFea和HigFea; 其中,NonX是非正射角度无人机影像标号; S510,利用CenterPoint和NodeXVector计算暂存矢量TempVector; S511,将TempVector累加到YZVector的第NonX×VecDim至NonX+1×VecDim-1的元素位置; S512,令KGCounter=KGCounter+1; S513,如果KGCounter小于GraphY中关联CenterPoint的节点个数,则转到S506,否则,转到S514; S514,将YZVector归一化,获得归一化后的YZVector; S515,令YZVector=归一化后的YZVector,将YZVector作为MEMKG的结果输出; S6,构建聚类模型KMMode,KMMode调用MEMKG处理GraphList中图谱元素,获得结构上一致的表达矢量YZVector,将GraphList中图谱元素与YZVector关联,对GraphList中所有图谱元素关联的YZVector进行聚类,获得聚类结果; S7,将聚类模型KMMode应用到正射角度的无人机影像Orthoimage和由一组非正射角度的无人机影像组成的列表NonOrthoimageList上,生成无监督分类结果图。
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