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卷积神经网络在SAR图像目标识别的应用进展

美国国防高等研究计划署(DARPA)在MSTAR计划中公布的合成孔径雷达地面目标实测数据被称为MSTAR数据集,是当前合成孔径雷达(SAR)图像目标分类识别研究的主要数据来源。这一数据集的图像分辨率为0.3米×0.3米,像素尺寸大小为128×128,极化方式为水平极化(HH)。数据集包含多种不同型号的车辆目标在多个方位角下的SAR图像信息,同时还包括少量农村和城市环境场景数据。
在SAR图像目标识别中,特征提取是关键步骤。由于SAR图像成像的特性,存在相干斑噪声,影响目标的边沿和纹理信息,降低图像质量,因此需要采用合适的去噪算法对斑点噪声进行抑制,以提高后续的目标识别准确率。
目前,主要从两个方向对SAR图像的斑点噪声进行抑制,一是成像前的非相干多视处理,二是成像后的滤波处理。非相干多视技术在抑制相干斑噪声的同时会降低地面分辨率,而滤波处理在去噪时通常会影响图像的细节和边缘信息。
随着深度学习和人工智能的迅猛发展,卷积神经网络(CNN)在图像去噪领域表现突出。通过CNN,可以自动提取图像特征,对SAR图像噪声进行抑制。CNN作为特征提取网络在SAR图像目标识别领域得到广泛关注。研究者通过设计合适的网络结构,使CNN能够有效地抑制相干斑噪声,同时保留图像细节信息。
近年来,不少研究表明使用CNN对SAR图像进行去噪在提高识别准确率方面具有良好效果。不同的网络改进方式,如改变网络结构、代价函数、卷积核大小等,都在提高去噪效率方面发挥着重要作用。总体而言,卷积神经网络在SAR图像去噪和目标识别领域的应用前景广阔。
2014年,Chen等首次采用单级卷积网络自动学习SAR目标识别特征。之后的研究在CNN和SVM等方法的结合上取得了显著进展,提高了目标分类的准确性。卷积神经网络在SAR图像目标识别方面的应用具有独特优势,通过合适的网络结构设计,可以有效地提高目标识别精度,有望进一步推动SAR技术的发展。
参考:
[1]冯博迪,杨海涛,李高源,等.神经网络在SAR图像目标识别中的研究综述[J].兵器装备工程学报, 2021, 42(10):8.

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灵鹊大事记

2018年4月发布灵鹊遥感星座计划

2019年1月成功发射技术验证星灵鹊一号A星

2019年3月发射技术验证星灵鹊一号B星

2019年7月成功发射试验载荷HECATE-1

2020年9月发布灵鹊二号、三号计划

2021年4月发射金紫荆一号/金紫荆一号02星

2021年12月发射金紫荆一号03星

2022年5月发射金紫荆一号04星

2022年12月发射金紫荆一号05/06星

2025年初期计划132颗,后期计划378颗


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