当前位置:首页 > 文章列表 > 科技周边 > 人工智能 > 把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

来源:51CTO.COM 2024-06-06 08:12:16 0浏览 收藏

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的,希望这篇《把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型》对你有很大帮助!欢迎收藏,分享给更多的需要的朋友学习~

北航的研究团队,用扩散模型“复刻”了一个地球?

在全球的任意位置,模型都能生成多种分辨率的遥感图像,创造出丰富多样的“平行场景”。

而且地形、气候、植被等复杂的地理特征,也全都考虑到了。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

受Google Earth启发,北航的研究团队从俯拍视角出发,将整颗地球的卫星遥感影像“装进”了深度神经网络。

基于这样的网络,团队构建出了覆盖全球的俯视视角视觉生成模型MetaEarth。

MetaEarth拥有6亿参数,可实现多种分辨率、无界且覆盖全球任意地理位置的遥感图像生成。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

覆盖全球的遥感图像生成模型

相比于此前的研究,构建世界范围的视觉生成基础模型更具挑战性,过程之中克服了多个难点。

模型容量是挑战,因为地球具有城市、森林、沙漠、海洋、冰川和雪地等广泛的地理特征,需要模型能够理解并表征。

即使是同一类型的人造地物,在不同的纬度、气候和文化环境下,也会表现出巨大差异,这对生成模型的容量提出了很高的要求。

MetaEarth成功解决了这一困难,实现了不同地点、地貌的高分辨率、大范围场景生成。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

另外,实现分辨率可控的遥感图像生成,同样是一项挑战。

因为在俯拍图像成像过程中,地物特征的展现受分辨率影响很大,在不同图像分辨率下具有明显的差异,难以具备在指定分辨率(米/像素)下精准生成的能力。

而在MetaEarth生成不同分辨率的图像时,都能准确合理地呈现地物特征,而且不同分辨率之间的关联性也得到了精确对应。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

最后是无界图像生成的挑战——与日常自然图像不同,遥感图像具有超大幅宽的特性,边长可能达到数万像素,此前的方法都难以生成连续、任意大小的无界图像。

但MetaEarth生成的连续无界场景,避开了这一缺陷,可以看到随着“镜头”的平移图像的移动十分丝滑。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

此外,MetaEarth具有强大的泛化性能,能够以未知场景作为条件输入级联生成多分辨率图像。

例如,将GPT4-V生成的“潘多拉星球”作为初始条件输入模型,MetaEarth仍然能够生成具有合理地物分布和逼真细节的图像。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

下游任务上的验证结果表明,MetaEarth作为一种全新的数据引擎,有望为地球观测领域各类下游任务提供虚拟环境和训练数据支持。

实验过程中,作者选择了遥感图像分类这一基础任务进行验证,结果显示,MetaEarth所生成的高质量图像的辅助下,下游任务分类精度有显著提升。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

作者认为,MetaEarth有望为卫星等空天无人系统平台提供一个逼真的虚拟环境,并在城市规划、环境监测、灾害管理、农业优化等领域广泛应用;

除了作为数据引擎之外,MetaEarth在构建生成式世界模型方面也具有巨大潜力,为未来的研究提供新的可能。。

那么,MetaEarth究竟是如何实现的呢?

6亿参数扩散模型“复刻”地球

MetaEarth基于概率扩散模型构建,具有超过六亿的参数规模。

为支持模型训练,团队收集了一个大型遥感图像数据集,包含覆盖全球大多数地区的多个空间分辨率的图像及其地理信息(纬度、经度和分辨率)

在本项研究中,作者提出了一种分辨率引导的自级联生成框架。

把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型

△MetaEarth的整体框架

在该框架下,仅用单一模型即可实现给定地理位置的多分辨率图像生成,并在每一级分辨率下创造出丰富多样的“平行场景”。

具体来说,这是一种编解码器结构的去噪网络,将低分辨率条件图像和空间分辨率编码后与去噪过程的时间步嵌入相结合,预测每个时间步的噪声,实现图像生成。

为了生成无界的任意大小图像,作者还设计了一种内存高效的滑动窗口生成方法和噪声采样策略。

该策略将生成的图像切分成重叠的图像块作为条件,通过特定的噪声采样策略,使相邻图像块的共享区域生成相似的内容,从而避免拼接缝隙。

此外,这种噪声采样策略,也使得模型能在实现任意尺寸的无界图像生成时,消耗更少的显存资源。

团队简介

本研究的作者来自北京航空航天大学的“学习、视觉与遥感实验室”(LEarning, VIsion and Remote sensing laboratory,LEVIR Lab),实验室由国家杰青史振威教授领导。

史振威教授曾经的博士生、密歇根大学博士后,现任该实验室成员的邹征夏教授,是本文的通讯作者。

论文地址:https://arxiv.org/abs/2405.13570
项目主页:https://jiupinjia.github.io/metaearth/

好了,本文到此结束,带大家了解了《把整个地球装进神经网络,北航团队推出全球遥感图像生成模型》,希望本文对你有所帮助!关注golang学习网公众号,给大家分享更多科技周边知识!

版本声明
本文转载于:51CTO.COM 如有侵犯,请联系study_golang@163.com删除
golang框架的学习曲线和所需的技能golang框架的学习曲线和所需的技能
上一篇
golang框架的学习曲线和所需的技能
CLIP当RNN用入选CVPR:无需训练即可分割无数概念|牛津大学&谷歌研究院
下一篇
CLIP当RNN用入选CVPR:无需训练即可分割无数概念|牛津大学&谷歌研究院
查看更多
最新文章
查看更多
课程推荐
  • 前端进阶之JavaScript设计模式
    前端进阶之JavaScript设计模式
    设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
    542次学习
  • GO语言核心编程课程
    GO语言核心编程课程
    本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
    508次学习
  • 简单聊聊mysql8与网络通信
    简单聊聊mysql8与网络通信
    如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
    497次学习
  • JavaScript正则表达式基础与实战
    JavaScript正则表达式基础与实战
    在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
    487次学习
  • 从零制作响应式网站—Grid布局
    从零制作响应式网站—Grid布局
    本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
    484次学习
查看更多
AI推荐
  • 毕业宝AIGC检测:AI生成内容检测工具,助力学术诚信
    毕业宝AIGC检测
    毕业宝AIGC检测是“毕业宝”平台的AI生成内容检测工具,专为学术场景设计,帮助用户初步判断文本的原创性和AI参与度。通过与知网、维普数据库联动,提供全面检测结果,适用于学生、研究者、教育工作者及内容创作者。
    12次使用
  • AI Make Song:零门槛AI音乐创作平台,助你轻松制作个性化音乐
    AI Make Song
    AI Make Song是一款革命性的AI音乐生成平台,提供文本和歌词转音乐的双模式输入,支持多语言及商业友好版权体系。无论你是音乐爱好者、内容创作者还是广告从业者,都能在这里实现“用文字创造音乐”的梦想。平台已生成超百万首原创音乐,覆盖全球20个国家,用户满意度高达95%。
    26次使用
  • SongGenerator.io:零门槛AI音乐生成器,快速创作高质量音乐
    SongGenerator
    探索SongGenerator.io,零门槛、全免费的AI音乐生成器。无需注册,通过简单文本输入即可生成多风格音乐,适用于内容创作者、音乐爱好者和教育工作者。日均生成量超10万次,全球50国家用户信赖。
    23次使用
  •  BeArt AI换脸:免费在线工具,轻松实现照片、视频、GIF换脸
    BeArt AI换脸
    探索BeArt AI换脸工具,免费在线使用,无需下载软件,即可对照片、视频和GIF进行高质量换脸。体验快速、流畅、无水印的换脸效果,适用于娱乐创作、影视制作、广告营销等多种场景。
    26次使用
  • SEO标题协启动:AI驱动的智能对话与内容生成平台 - 提升创作效率
    协启动
    SEO摘要协启动(XieQiDong Chatbot)是由深圳协启动传媒有限公司运营的AI智能服务平台,提供多模型支持的对话服务、文档处理和图像生成工具,旨在提升用户内容创作与信息处理效率。平台支持订阅制付费,适合个人及企业用户,满足日常聊天、文案生成、学习辅助等需求。
    27次使用
微信登录更方便
  • 密码登录
  • 注册账号
登录即同意 用户协议隐私政策
返回登录
  • 重置密码