基于小样本的雷达图像舰船目标检测识别

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chcer1988
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
随着现代科技的不断发展,基于雷达图像的舰船目标检测识别算法也层出不穷。经典深度学习目标检测识别算法虽然在精度上有着不错的表现,但其检测速率依然达不到许多军事应用的要求。而且由于雷达图像的特殊性,在实际应用中我们很难得到大量的雷达图像样本。因此,基于小样本的雷达图像舰船目标检测识别是一个富有挑战性也极具意义的研究课题。针对此课题,本文采用了生成对抗网络结合舰船目标三维电磁散射信息的方法,对舰船目标进行雷达图像仿真及基于深度生成网络的样本生成扩充,这样扩充的舰船雷达图像不仅比传统方法扩充的图像更接近真实图像而且大大增加了样本的多样性。最后通过基于回归的端到端的目标检测网络,提取舰船目标不同深度的特征对舰船进行检测识别,提高小样本情况下舰船目标的检测精度与泛化性能。本论文的主要研究内容有:1.研究基于生成式对抗网络的雷达图像数据扩充方法,本文将生成对抗网络引入雷达图像生成领域,可以生成与真实样本非常相似的人工雷达图像样本。经过学习后,生成对抗网络可以生成一些“伪造”的不同方位与角度的舰船图像用来扩充雷达图像数据库,达到缓解雷达图像样本不足影响舰船目标检测精度的目的。2.针对传统的数据增强方法无法真正意义上对图像进行成像角度及方位等多样性扩充的问题,本文研究基于三维模型电磁仿真的小样本扩充方法。首先,基于舰船三维模型及后向散射特性,对各类舰船进行不同角度不同位姿下的雷达图像仿真,以此达到对雷达图像数据扩充的目的。然后结合生成对抗网络,对图像进行进一步更加逼真的扩充,最后输入端到端的深度检测网络完成对不同目标的检测识别。3.针对经典两阶段目标检测识别算法效率低下,难以满足实际应用需求的问题,本文研究基于单阶段的目标检测算法,将目标检测识别任务建模为回归问题处理。利用端到端的单阶段目标检测网络实现快速检测识别,同时通过改进数据增强等方法、引入特征金字塔网络、路径聚合网络等模块,使得模型提取并融合目标不同深度的特征,从而实现对雷达图像舰船目标精确检测识别。
其他文献
在汽车中的无人驾驶应用中,往往使用了多种不同的传感器的联合数据融合信号处理,其中毫米波雷达是一种利用毫米波波段进行主动感知的传感器,也是在无人驾驶设备中抗干扰能力强和成本适宜的传感器之一。相比于光学摄像头、激光雷达等其他传感器,毫米波雷达不受光照、气象环境等条件的限制,其穿透能力强,并具有全天候和全天时工作的特点,可对目标进行跟踪与识别,并且其数据精度高,可根据需求进行模式变换以达到短中长距离的探
近年来地震、海啸等自然灾害频发,导致传统有线和无线地面基础通信设施(如地面基站等)损毁严重,受灾地区的通信发生中断。无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)可以作为移动空中基站及中继,应用于灾后应急区域的快速通信部署,实现受灾地区通信连接的高效恢复。随着应急业务种类的与日俱增,如灾情实时感知与常态化监测等,各类应急业务时延服务质量(Quality-of-Service,Qo
随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)逐渐小型化和智能化,无人机自组网(Flying Ad Hoc Network,FANET)逐渐成为无人机集群技术的研究热点之一。在军事与民用领域,无人机自组网以其抗毁性和灵活自组织等特点被广泛应用。无人机应用领域的增加,使无人机自组网所需要完成的任务逐渐多样化和复杂化,对FANET的通信要求也越来越高。FANET的分布式路由协议在
物理层密钥生成技术是一项以无线信道特征作为随机源生成密钥的信息安全技术。无线信道具有短时互易性、空时唯一性、快速时变性和不可预测性,这些内在特性的相辅相成保证了无线通信的安全进行。物理层密钥生成技术不需要可信第三方进行密钥的分发和管理,其不仅克服了传统加密方案中许多数学问题不可破解的难题,而且大大提高了密钥的生成速率。本文在已有密钥生成方案的基础上,针对现有方案中可能存在的问题,提出两种新的物理层
近年来,经济持续增长推动汽车行业的蓬勃发展。电动汽车由于能极大地缓解能源危机和环境恶化的问题得到了人们的广泛关注。车载DC/DC变换器工作环境恶劣、电压波动大,因此宽输入电压范围车载DC/DC变换器的研究对于提高电动汽车性能至关重要。由于LLC谐振变换器具有软开关特性、电磁干扰低、功率密度高等优点得到了广泛关注。然而,要实现宽输入电压范围,谐振变换器需要在宽开关频率范围内工作。这可能导致软开关特性
现代无线通信技术具有高速率、多协议、多通路的特点,阵列化可重构高速模数转换器作为现代无线通信技术的关键模块,对其展开研究具有重大的意义。近年来CMOS工艺在深亚微米尺寸下延续摩尔定律,额定电源电压以及晶体管的本征增益不断减小,导致模拟电路设计越发困难。近年来,大量的研究聚焦于数字电路占比极高的时间域模数转换器。由于其大量采用数字电路,具备和数字电路一致的众多优点,比如对噪声不敏感、速度快、面积小等
随着航空航天技术的发展,飞行器以超声速、高超声速飞行时外表面在空气粘性阻滞作用下温度急剧升高,传统结构材料无法承受过高的热载荷造成飞行器表面烧蚀。液态金属良好的导热性和流动性为此提供了解决方案。频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种周期阵列的空间电磁波滤波器,可以选择性反射或透射特定波段的电磁波,改变电磁波的传输特性。利用液态金属良好的导电性能和流动性
基于微波光子学的信道化接收技术与传统的电子学信道化技术拥有明显的优势,可以适应在日趋复杂的电磁环境中进行高频率大带宽的信道化接收。信道化接收首先需要将频域上的宽带信号划分若干窄带信号,然后通过对窄带信号的处理间接地实现了对宽带信号的处理。由于微波光子学具有很大的处理带宽和很小的传输损耗,因此微波光子的信道化接收机可以解决电域信道化接收机中存在的问题。光子集成技术可以大幅度降低微波光子系统的体积重量
随着军事形态的不断演变与电子技术水平的不断发展,雷达作为战争中的主要信源,一直是该领域学者们的关注重点。在现代雷达系统中,其部件阵列天线备受人们重视。本文依托实际工程需求,设计了一款X波段阵列天线,该天线具有低副瓣、高增益、尺寸小、重量轻的优良性能,可在方位面形成和差波束,在俯仰面进行电扫描。本文在调研国内外研究现状及掌握相关基本理论的条件下,根据设计指标确定了天线的阵面分布及尺寸,包括行天线间距
极化(Polar)码是第一类被证明可达二进制输入离散无记忆信道(Binary-input discrete memoryless channels,B-DMC)对称容量的信道编码方案,自被提出后就受到学术界与工业界的广泛关注。SCL译码算法以及各种级联Polar码方案的提出,包括CRC-Polar码,PC-Polar码,Hash-Polar码等,有效地提升了Polar码的误码率性能,使其能够比肩L