Überwachtes aufmerksamkeitbasiertes ankerfreies SAR-Zielerkennungssystem zur Fusion von Bildgradienten- und starken Streueigenschaften

WANG Yu ,  

LI Jiapeng ,  

QIAN Peng ,  

SUN Zheng ,  

BU Shuhui ,  

摘要

Für die Aufgabe der Zielerkennung in Synthetic Aperture Radar (SAR)-Bildern unter komplexen Szenarien geht dieser Artikel von der Verbesserung der Netzwerkwahrnehmung und der Zielerfassungsfähigkeit aus, inspiriert von traditionellen SAR-Zielerkennungsmethoden. Basierend auf dem vollkonvolutionalen einstufigen ankerfreien Objektdetektor FCOS (Fully Convolutional One-Stage Object Detection) wird ein ankerfreies SAR-Zielerkennungsnetzwerk Tri-GCA-FCOS (Triple Gradient-CFAR-Attention FCOS) vorgeschlagen, das auf einem überwachten Aufmerksamkeitsmechanismus basiert und SAR-Bildgradientenkantenmerkmale und starke Streuintensitäten fusioniert. Zunächst wurde angesichts der besonderen Eigenschaften von SAR-Bildern und Defiziten des Basismodells ein auf Ground-Truth-Labels überwachter Aufmerksamkeitszweig entworfen, um die SAR-Zielerkennungsaufgabe besser zu adaptieren; anschließend nutzt die mehrstromige Netzwerkstruktur und das dreigleisige interaktive Kanal-Raum-Achtsamkeits-Fusionsmodul T-ICSAF (Tri-channel Interactive Channel-Spatial Attention Fusion) die Gradientenkanten- und starken Streueigenschaften von SAR-Bildern voll aus, um die Repräsentationsfähigkeit der Zielmerkmale zu verbessern; schließlich wird zur Problematik zusätzlicher Hintergrundstörmerkmale durch die Einführung von SAR-Bildeigenschaften das CSSCAM-Modul (Combining Supervised-Spatial And SE Channel Attention Mechanism) vorgeschlagen, das eine Kombination aus überwachtem räumlichen und SE-Kanalaufmerksamkeitsmechanismus basierend auf Ground-Truth-Labels darstellt, um die Zielmerkmale weiter zu verstärken und Hintergrundstörungen effektiv zu unterdrücken. Der vorgeschlagene Netzwerkrahmen realisiert ein end-to-end gemeinsames Training und verifiziert die Wirksamkeit und die überlegene Zielerkennungsleistung in komplexen Szenarien durch relevante Experimente mit realen MiniSAR-Daten (Miniatur-Synthetic Aperture Radar).

关键词

Synthetic Aperture Radar; Zielerkennung; Vollkonvolutionaler einstufiger Objektdetektor; Gradientenamplitudenbild; Feste Fehlalarmerkennung

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