基于深度学习的SAR ATR算法研究

来源 :毛聪 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ilovegigi2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着深度学习及计算机视觉等技术的迅速发展,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)自动目标识别(Automatic Target Recognition,ATR)的工作也取得了较大的进展。但受到复杂环境等诸多原因的影响,目前仍存在部分问题亟需解决。本文通过运用深度学习技术,以及有效结合迁移学习和注意力机制等方法,对SAR ATR工作展开更深入的理论实证探究,从而提高SAR ATR的最终效果。以下是本文对于SAR ATR算法所开展的具体研究内容:首先,在SAR ATR数据处理方面,针对SAR图像存在的样本量稀少问题以及低信杂噪比(Signal-to-Clutter-Noise Ratio,SCNR))问题,通过采用生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)方法,提出了一种基于约束朴素生成对抗网络(Constrained Naive GAN,CN-GAN)的SAR图像生成以及增强算法。CN-GAN通过有效的结合最小二乘GAN(least-squares GAN,LSGAN)和图像到图像生成(Image-to-Image Translation,Pix2Pix)的方法,并将生成器的损失函数进行改进,来达到生成样本和增强样本的目的。实验结果证明,CN-GAN能够获得更好的图像生成效果,并且能够有效地降低SAR图像的相干斑噪声影响,增强图像质量,提高目标识别的准确率。其次,在SAR ATR网络设计方面,针对网络训练时间长问题以及噪声干扰严重时模型预测效果差的问题,提出一种基于深度迁移学习与注意力机制结合的SAR ATR算法。该算法采用深度卷积网络来实现端对端的目标识别任务,并结合深度迁移学习方法,将残差网络在Image Net数据集上训练的权重模型迁移至SAR图像识别工作中,从而加快模型训练的时间,提高识别效率;另外,在网络结构当中加入卷积注意力机制模块,以获取进一步识别性能改善。实验通过在MSTAR数据上加入不同程度的随机噪声模拟环境噪声干扰问题,以此验证算法的有效性。实验结果表明,在噪声程度为1%的情况下测得的识别率为99.25%,对比之前的方法提高7.09%,在噪声程度为15%的情况下测得的识别率为94.63%,对比之前的方法提高了38.85%。结果证明该算法能够有效的降低噪声干扰对于SAR图像目标识别的影响。最后,在SAR ATR实际应用方面,针对复杂的环境(如树木、建筑物等虚警)干扰下大场景SAR图像中多目标、小目标检测识别效果差的问题,考虑将光学图像检测识别模型迁移至SAR ATR任务中,从而提出一种复杂环境下基于YOLOv5模型迁移的SAR ATR算法。该算法通过将YOLOv5算法在COCO数据集上训练得到的检测识别模型迁移至SAR图像数据集上,利用该模型进行进一步的训练,从而达到有效的检测识别效果。实验通过将MSTAR数据集中的大场景复杂环境图像与目标图像融合得到用于训练的SAR图像目标检测识别数据集。实验结果显示,通过将YOLOv5训练模型迁移至SAR图像上进行训练,在测试集下得到的最终平均精度均值(mean average precision,m AP)为98.1%。实验证明,该结果与之前算法比较具有较高的提升,因此在SAR ATR算法中具有实效性。
其他文献
习近平在中央人才工作会议上指出:我国拥有世界上规模最大的高等教育体系。近年来,全国高校都在开展“双一流”建设,学校建设工程依然处于快速发展时期,需要新建、改建或扩建大量的建设工程项目来吸引人才,发展学科。研究大学建设工程制度执行问题对于推进大学建设工程制度体系建设,建立大学建设工程制度执行的长效机制具有现实意义。本文首先介绍了国内外高校治理和建设工程制度的研究现状及本文的研究内容、研究方法等,结合
学位
石墨烯因其超大的比表面积、超高的载流子迁移率以及带隙可调范围宽等特性在复合材料的光限幅、光开关、数据储存等非线性光学领域表现出巨大的应用潜力。基于石墨烯复合材料的非线性光学性能研究现状,对石墨烯复合材料的制备机理进行了分析,并依据改性机理对氧化石墨烯复合体系的研究方法进行了分类讨论,重点对非线性光学测量技术——Z扫描测量技术以及氧化石墨烯复合材料的非线性光学性能研究进展进行了综述,并对未来研究趋势
期刊
创业政策作为促进创业经济社会成长的制度保障和基本条件。2015年6月和9月出台的关于大力推进大众创业、万众创新的若干政策和加快构建大众创业、万众创新的支撑平台的两个文件,都表明国家在“大众创新、万众创业”这一战略部署中的顶层设计趋于完成。近年来,为切实提高大学生创业过程中创业政策的效用水平,各级政府相继制定了许多扶持政策。然而实际效果与预期目标相去甚远。因此,如何才能制定出更有针对性和可行性的大学
学位
十九大以来,我国坚持发展乡村振兴战略,关键是建设农村经济,保护农村生态环境。在农村生态保护中,农村人居环境整治是其最薄弱的环节,对农村人居环境进行整治刻不容缓。在我国,当前农村地区的人民居住形势表明,迫切需要对农村人居环境实施对应的优化方案。“加强农村人居环境整治”属于乡村振兴战略反复强调的一项重要任务。建设美丽乡村对于我国经济发展以及国家战略目标的实现具有重要意义,所以,在乡村振兴战略的指导下,
学位
败血症疾病的社会关注程度高,病理复杂,预后现状有待改善。尽管目前对于败血症疾病,人们所掌握的学科知识和专业技术还存在局限性。但随着生命科学的发展,许多以前不曾被看到的现象,不曾被知晓的数据,不曾被掌握的知识和不曾被应用的科学技术日益涌现。这些现象、数据、知识和技术的揭示与应用极大地拓宽了医学领域的视野,推动了医学科学及其交叉学科的发展。随着信息时代的到来,面向医疗的信息物理融合系统(Medical
学位
随着物联网技术的广泛应用,接入无线网络中的设备飞速增长,用户对移动数据的要求也更加严苛。有限的频谱资源怎样可以更充分的被利用,如何满足用户高质量的数据传输的需求,成为了目前移动通信领域重要的研究方向。在宏蜂窝小区中引入多种小蜂窝节点,例如D2D通信和中继通信等,已经成为未来蜂窝移动通信的发展趋势。其中,D2D通信指的是近邻用户设备之间,不经过基站中转,直接进行端对端的数据传输。其次,在基站和用户设
学位
2005年,《中共中央关于制定“十一五”规划的建议》中最早提出“公共文化服务”一词,由此,我国的公共文化服务正式拉开序幕,图书馆、美术馆、文化站等一系列公共文化服务设施进入了规模化的建设与发展阶段。2017年,中国共产党第十九次全国代表大会首次提出“高质量发展”的主张,提升公共文化服务的质量既是服务于国家文化领域“高质量发展”的战略部署,也与十九大确立的2035年“基本公共服务均等化基本实现”的中
学位
随着经济社会和信息技术的发展,办公已不再仅仅停留于纸面,而是逐渐向着自动化方向发展。截止目前,软件测评行业D公司的财务、合同、项目等工作内容与流程需要实现信息化管理,并且D公司刚从事业单位改组成企业,为使D公司能够应对市场环境此起彼伏的变化以及提高公司内部管理水平,设计一套满足于D公司具体工作或业务流程的协同办公系统,能提高工作效率。本研究中的D公司协同办公系统切合公司现状,具备可用性和健壮性,支
学位
“治理”属于公共管理范畴,党的十八大以来,党中央制定并实施了基层治理相关的一系列政策措施。从公共政策角度,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》突出“构建基层治理新格局”。中共中央、国务院于2021年印发的《关于加强基层治理体系和治理能力现代化建设的意见》,指出“力争用5年左右时间,建立起党组织统一领导、政府依法履责、各类组织积极协同、群众广泛参与,自治、
学位
“真”作为哲学的重要概念,历来是各个时期哲学家们关注和讨论的重点问题,更是当代分析哲学语义理论的核心问题,对于“真”概念的使用涉及到我们日常生活中的各个方面。距今两千多年前,亚里士多德在《形而上学》一书中提出了影响深远的真之符合理论,而后的中世纪哲学家们也试图构建起一般性的真之理论。近代哲学家们如莱布尼茨、休谟、斯宾诺莎、康德、黑格尔等人对真理概念进行了分类并提出了某些真理性质的理论。而在发生语言
学位