[發(fā)明專(zhuān)利]一種偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810274928.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108830130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國(guó)明;曹宇劍;袁宏武;王峰;魯磊紀(jì)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 徐國(guó)明
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 合肥中谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

1.一種偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其步驟如下：

步驟一、采集多場(chǎng)景下的圖像樣本集，所述圖像樣本集包括測(cè)試樣本集和訓(xùn)練樣本集；

步驟二、將所述樣本集發(fā)送到優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行處理；

步驟三、由所述優(yōu)化系統(tǒng)輸出檢測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述采集多場(chǎng)景下的圖像樣本集包括利用偏振高光譜低空目標(biāo)檢測(cè)模擬平臺(tái)進(jìn)行樣本集的采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述優(yōu)化系統(tǒng)包括深卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN模塊和雙字典分類(lèi)器層DPCL模塊，所述CNN模塊由卷積層、池化層和全連接層構(gòu)成，用于提取圖像特征，評(píng)估分?jǐn)?shù)判斷是否為目標(biāo)，所述DPCL模塊基于CNN提取的圖像特征進(jìn)行目標(biāo)的分類(lèi)和定位，分為目標(biāo)DPCL和類(lèi)別DPCL，用于計(jì)算作為特定目標(biāo)類(lèi)別的得分。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述將所述樣本集發(fā)送到優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行處理，包括：

步驟2.1、采用特征學(xué)習(xí)和分類(lèi)器學(xué)習(xí)聯(lián)合訓(xùn)練機(jī)制，優(yōu)化CNN參數(shù)和DPCL；

步驟2.2、通過(guò)CNN提取特征，并對(duì)所述特征進(jìn)行復(fù)制，同時(shí)傳遞給目標(biāo)DPCL層和類(lèi)別DPCL層；

步驟2.3、計(jì)算目標(biāo)類(lèi)別得分，并判定目標(biāo)類(lèi)別；

步驟2.4、通過(guò)邊界框回歸計(jì)算目標(biāo)邊界框的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述采用特征學(xué)習(xí)和分類(lèi)器學(xué)習(xí)聯(lián)合訓(xùn)練機(jī)制，優(yōu)化CNN參數(shù)和DPCL，包括：

首先，定義DPCL如下：

其中，λ>0,κ>0，是標(biāo)量常數(shù)，表示X_k的互補(bǔ)數(shù)據(jù)矩陣，為約束項(xiàng)；

其次，對(duì)雙字典(D_k，P_k)分別優(yōu)化，

{P_k,D_k}的偏導(dǎo)數(shù)定義為：

根據(jù)得出X_k的偏導(dǎo)數(shù)：

獲得所有之后，執(zhí)行反向傳播更新CNN參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述通過(guò)CNN提取特征，并對(duì)所述特征進(jìn)行復(fù)制，同時(shí)傳遞給目標(biāo)DPCL層和類(lèi)別DPCL層，包括：給定測(cè)試圖像上一個(gè)候選區(qū)域I，首先從I提取CNN特征x，然后定義第k類(lèi)別的重構(gòu)殘差：

DPCL的分類(lèi)規(guī)則如下：

當(dāng)y≠0時(shí)，進(jìn)一步使用邊界框回歸調(diào)整目標(biāo)最初定位的位置，通過(guò)CNN層提取特征后，特征被復(fù)制并同時(shí)傳遞給目標(biāo)DPCL層和類(lèi)別DPCL層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算所述目標(biāo)類(lèi)別得分，并判定目標(biāo)類(lèi)別，包括：

首先，輸入?yún)^(qū)域特征x的目標(biāo)分?jǐn)?shù)Q(x)被定義為：

其中T控制檢測(cè)的精度和檢測(cè)背景召回率，本發(fā)明根據(jù)驗(yàn)證集經(jīng)驗(yàn)設(shè)置為0.5，并基于Q(x)是否為0來(lái)識(shí)別背景；

其次，類(lèi)別分?jǐn)?shù)S(x，k)被定義為：

其中，K是目標(biāo)類(lèi)別的數(shù)量，β設(shè)置為0.003，最后使用乘法定則來(lái)融合目標(biāo)分?jǐn)?shù)和類(lèi)別分?jǐn)?shù)，x屬于第k類(lèi)的類(lèi)別分?jǐn)?shù)定義為：

設(shè)置φ表示CNN層函數(shù)，I_i表示帶有類(lèi)別標(biāo)簽y_i的輸入?yún)^(qū)域，特征x＝φ(I,ω)，則最終分類(lèi)損失定義為：

其中|∈{0,1}是指標(biāo)函數(shù)，R{ω，D，P}表示關(guān)于CNN的參數(shù)和兩個(gè)DPCL的正則化項(xiàng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏振高光譜低空偵察圖像典型目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述通過(guò)邊界框回歸計(jì)算目標(biāo)邊界框的位置，包括，

令和是候選區(qū)域I的預(yù)測(cè)和地面實(shí)況邊界框，其中k表示I屬于第k個(gè)目標(biāo)類(lèi)別，然后將邊界框回歸損失定義為：

其中H₁(z)是Huber損失，對(duì)異常值具有魯棒性：

根據(jù)求和規(guī)則，合并L_cls和L_loc，多任務(wù)損失定義為：

其中是表示I_i是否為目標(biāo)的指標(biāo)。