基于深度学习的SAR图像识别研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luo_yanjiang1980
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
合成孔径雷达(SAR)作为一种主动式的对地观测系统,可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上,全天时、全天候获取遥感数据,分辨率高,且穿透力和存活力极强,因而被广泛应用于军事和民用领域。作为一种独特的侦察手段,SAR在军事领域最主要的应用是实现对特定军事目标的检测和识别,推动军事战场的信息化、现代化以及高效化。因此如何实现SAR图像目标识别具有重要的理论和实践意义。近年来,计算机硬件性能飞速提升,为大数据的获取提供了良好的平台,推动了以深度学习为理论依据的新型人工智能算法的发展,在图像目标检测和识别领域取得了相当不错的成绩,掀起了国内外专家学者的研究热潮。由于SAR系统目标的多变性,传统的SAR图像识别方法很难对原始数据的特征进行充分有效的挖掘,这在很大程度上限制了SAR的实际应用。本文利用深度学习独特的特征提取及表达能力,以提高SAR图像目标识别性能为目的,对基于深度学习的SAR图像目标识别展开了相关研究,主要研究内容概述如下:(1)针对SAR图像目标识别中分类器的设计耗时耗力以及特征提取算法选择困难的问题,本文引入卷积神经网络(CNNs),并对其主要结构进行了详细研究,总结了CNNs网络性能改进的关键,同时结合压缩感知理论,成功构建了一种可实现网络全连接层参数量大幅度减少的SAR图像目标识别模型(CSCNNs)。该算法模型在使用Dropout机制和L2正则化技术来抑制过拟合的基础上,对网络的全连接层进行了改进,设计了基于Re LU非线性激活函数、批量标准化(Batch Normalization)操作以及带动量的随机梯度下降算法的SAR图像目标分类识别算法。基于MSTAR十分类数据集的实验结果验证了该模型的有效性,不仅如此,该算法在普通自然图像数据集上的实验结果也进一步验证了该算法的通用性。(2)针对SAR图像目标识别问题中因参数随机初始化而导致的网络收敛速度慢及过拟合的问题,本文在CSCNNs网络模型的基础上,采用了一种基于迁移学习监督式预训练的卷积神经网络。该方法首先针对MSTAR数据集在扩展条件(EOC)下的三类军事目标识别任务进行了训练,得到预训练模型;然后用该预训练模型初始化CSCNNs网络模型,在此基础上对MSTAR数据集在标准条件(SOC)下的十类军事目标进行识别,并与参数随机初始化的CSCNNs模型进行了分类识别性能的对比分析,最终实验结果验证了该方法的有效性。
其他文献
飞行自组织网络(Flying Ad hoc Network,FANET)具有部署方便、灵活性强、功能多样和成本低廉等优点,被广泛应用于军事和民用领域。然而,FANET具有的无线自组织、节点能量受限以及拓扑高动态等特点,使得目前广泛应用于其中的三维贪婪周边无状态路由(3-Dimensional Greedy Perimeter Stateless Routing,3DGPSR)存在路由空洞、网络生存
益生菌是一种活的微生物,当摄入一定的量时,对健康有益。然而,要将益生菌纳入药物或者作为功能性食品,则需要证明其安全性和益处。本研究的目的是从东北传统发酵食品(辣白菜和辣酱)中分离出具有较高抗氧化能力的两株植物乳杆菌(L12和L20)。本研究分为三个阶段;首先对菌株的硝酸盐降解能力、胆固醇降解能力、乳糖分解能力、细胞粘附能力等功能特性进行了评价;之后对该菌株的体外生化指标分析,评价了抗生素敏感性、胆
随着科技的发展与社会的进步,计算机数字化时代的到来也带来了图像的数字化时代。图像作为我们日常生活中接触最多的信息,它的质量决定了人们对信息理解的准确度,因此高质量的图像在生活中十分重要。然而,由于图像在获取、传输、压缩的过程中都有可能受到噪声等因素的影响,造成图像不同程度的损坏,因此针对损坏图像的修复以及重建技术成为数字图像处理中的重点研究内容。图像修复技术就是利用图像中的已知信息来对图像中的未知
随着社会的快速发展,计算机技术在当今社会的重要性日益提高。在计算机技术人才的培养过程中,实验教学是非常重要的一部分。而实验教学平台会极大地影响实验教学的效果,目前很多高校所使用的实验教学平台都存在一定的局限性,比如有的平台缺乏对实验环境多样性的支持;有的平台服务能力难以扩展,使用人数较多时会受到较大的限制;有的平台无法满足用户的多样性需求,导致用户体验不够良好等。因此本文针对现有实验平台存在的一些
高分辨率遥感图像场景分类是遥感技术的重要应用,近些年来在自然灾害检测、环境监测和城市规划等诸多领域中发挥着越来越重要的作用。特征提取是遥感图像场景分类中的关键一步,当前以卷积神经网络为代表的深度学习方法能够自动提取图像特征、利用大量样本进行端到端的训练与预测,分类性能相比传统场景分类方法有了显著提高。然而,现有的深度场景分类方法多以层次化卷积获得判别场景的图像语义,所提取的特征信息单一,缺乏对关键
自组织网络是一种无中心节点的分布式网络,其具有快速组网、灵活部署、抗毁能力强等优点,在军事行动、抢险救灾等方面应用广泛。传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)是IP网络中一种典型的端到端传输协议,其能够在有线网络中提供高吞吐量的可靠传输。然而,在自组织网络中,无线信道时变且易受干扰、节点快速移动导致网络拓扑的动态变化及多跳传输带来的时延问题,使得TCP并
随着虚拟现实设备的进一步普及,人们越来越追求更具沉浸感的视觉体验,点云作为三维场景的主要表示方式,被视为下一代沉浸式媒体中最为关键的内容之一。现有的三维激光扫描设备可以轻易获得高精度的点云模型,海量的点云数据在为用户提供细腻逼真的场景呈现的同时,也为传输带宽和存储空间带来了更大的压力,因此针对点云数据压缩算法的研究是非常必要的。然而,当前常用的静态点云压缩方案并没有充分考虑到点云模型自身在三维空间
随着无线通信技术的发展,电子设备种类与数量不断增加,导致电磁环境日益复杂。接收机作为电子通信系统的核心设备,其内部包含放大器、混频器等各种非线性器件。干扰信号会使接收机产生增益压缩、互调等非线性效应;宽频带、非恒包络的调制信号使接收机记忆效应更为显著,进而影响接收机非线性效应,导致接收信号失真。因此,开展接收机非线性效应研究,构建接收机非线性行为模型,预测接收机非线性响应,对复杂电磁环境下接收机的
近年来,人口老龄化程度加剧导致老年人口规模膨胀,如何满足数量不断增加的老年人和肢体残疾的人群在室内自由活动的需求和出行需求是当前急需解决的问题。传统的电动轮椅对使用者来说操作难度较大,学习成本较高,且在行进过程中容易发生碰撞。针对上述问题,本文对智能轮椅构建室内环境地图及自主导航过程中涉及的问题进行了研究。论文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,利用激光雷达同步定位与建图(Simultaneou
物联网旨在实现万物互联,提供无处不在的服务,支撑着智慧城市、智能家居、工业控制等领域。海量物联网数据接入和分布式服务提供是其广泛应用的核心技术。针对物联网海量设备差异化、通信协议多样化、数据格式私有化、服务提供组合化等导致了物联网数据接入复杂度高、服务组合提供难度大的问题,本文聚焦于异构物联网数据的快速接入和多域物联网服务组合提供方法,设计并实现了物联网平台数据接入和服务提供系统。针对海量异构设备