Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 1. С. 135-145

Методика преобразования радиолокационных изображений, получаемых с различных РСА, для формирования композитного набора данных для обучения нейронной сети

Б.С. Савченко 1, 2 
1 Московский физико-технический институт (НИУ), Долгопрудный, Московская обл., Россия
2 АО «Фирма «Ракурс», Москва, Россия
Одобрена к печати: 07.02.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-135-145
Исследования в области обнаружения и классификации искусственных объектов на радиолокационных снимках, полученных радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны космического базирования, являются одними из наиболее перспективных в силу объективных свойств, которыми обладают радиолокационные данные (РЛД). Применение известных корреляционных алгоритмов обнаружения и классификации объектов показывает ограниченную эффективность при работе по широкой номенклатуре классов. Использование же нейросетевых алгоритмов, хорошо зарекомендовавших себя в решении ряда подобных задач по оптическим снимкам, затрудняется отсутствием качественной обучающей выборки и специфическими особенностями радиолокационных изображений (РЛИ). Доступные наборы обучающих РЛД по ряду интересующих классов могут быть получены в другом частотном диапазоне относительно данных, которые планируется обрабатывать. Цель работы заключается в подтверждении возможности совместного обучения нейронной сети на смешанных РЛД, полученных в нескольких частотных диапазонах. В работе предложена методика формирования единой обучающей выборки, состоящей из реальных данных, полученных в разных диапазонах зондирования и в различных комбинациях поляризации. Предложенная методика состоит из последовательных этапов геометрической и радиометрической коррекции РЛИ, а также их нормировки, что позволяет обеспечить согласованность РЛИ из состава обучающей выборки. Для подтверждения эффективности методики выполнен эксперимент с реальными данными по обучению нейронной сети на необработанных объединённых данных и на данных, прошедших предварительную обработку в соответствии с предложенной методикой. По результатам эксперимента сделан вывод о существенном улучшении качества совместного обучения на смешанных РЛД с использованием предложенной методики.
Ключевые слова: радиолокатор с синтезированной апертурой антенны, композитная выборка, нейронная сеть, распознавание, обнаружение и классификация объектов
Полный текст

Список литературы:

  1. Антонов И. К., Детков А. Н., Ницак Д. А., Тонких А. Н., Цветков О. Е. Воздушная разведка. Автоматизированное дешифрирование радиолокационных изображений. М.: Радиотехника, 2021. 296 с.
  2. Верба В. С., Неронский Л. Б., Осипов И. Г., Турук В. Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. М.: Радиотехника, 2010. 680 с.
  3. Вьюков Н. А., Елизаветин И. В., Савченко Б. С., Соболев А. В. (2020а) Разработка программного комплекса обнаружения объектов на изображениях, полученных космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны // 19-я Международ. конф. «Авиация и космонавтика»: сб. тез. М.: Перо, 2020. С 488–489.
  4. Вьюков Н. А., Елизаветин И. В., Савченко Б. С., Соболев А. В. (2020б) Методы обнаружения искусственных объектов на снимках, получаемых радиолокаторами космического базирования // Тр. 63-й Всероссийской науч. конф. МФТИ. Аэрокосм. технологии. М.: МФТИ, 2020. С. 18–19.
  5. Турук В. Э., Верба В. С., Голованова М. В. и др. РСА «Стриж» для малых космических аппаратов «Кондор-Э» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 69–83. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-69-83.
  6. Camus B., Barbu C. L., Monteux E. Robust SAR ATR on MSTAR with Deep Learning Models trained on Full Synthetic MOCEM data // arXiv preprint. arXiv:2206.07352. 2022. DOI: 10.48550/arXiv.2206.07352.
  7. Hui J. MAP (Mean Average Precision) for Object Detection. 2018. https://jonathan-hui.medium.com/map-mean-average-precision-for-object-detection-45c121a31173 (accessed 12.03.2023).
  8. Inkawhich N., Inkawhich M. J., Davis E. K. et al. Bridging a gap in SAR-ATR: Training on fully synthetic and testing on measured data // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2021. V. 14. P. 2942–2955. DOI: 10.1109/JSTARS.2021.3059991.
  9. Lin T. Y., Dollár P., Girshick R. et al. Feature pyramid networks for object detection // Proc. IEEE Conf. Computer Vision and Pattern Recognition. 2017. P. 2117–2125. DOI: 10.48550/arXiv.1612.03144.
  10. Liu Z., Luo S., Wang Y. Mix MSTAR: A Synthetic Benchmark Dataset for Multi-Class Rotation Vehicle Detection in Large-Scale SAR Images // Remote Sensing. 2023. V. 15. No. 18. Article 4558. DOI: 10.3390/rs15184558.
  11. Wang H., Chen S., Xu F., Jin Y. Q. Application of deep-learning algorithms to MSTAR data // 2015 IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2015. P. 3743–3745. DOI: 10.1109/IGARSS.2015.7326637.
  12. Wu Y., Kirillov A., Massa F., Lo W. Y., Girshick R. Detectron2. 2019. https://github.com/facebookresearch/detectron2 (accessed 20.10.2023).