基于上下文空间感知的遥感图像旋转目标检测

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作者 雷帮军 朱涵 《电光与控制》 北大核心 2025年第3期69-75,共7页

遥感图像处理旋转目标检测任务存在尺度变化大、背景复杂、目标方向任意的特点,给自动目标检测带来了挑战。针对上述问题,结合YOLOv5s检测器,提出了基于上下文空间感知的旋转目标检测框架。首先,设计了上下文空间感知模块(CSPM)构造主... 遥感图像处理旋转目标检测任务存在尺度变化大、背景复杂、目标方向任意的特点,给自动目标检测带来了挑战。针对上述问题,结合YOLOv5s检测器,提出了基于上下文空间感知的旋转目标检测框架。首先,设计了上下文空间感知模块(CSPM)构造主干网络,获取更全面的局部上下文信息与全局空间感知信息,解决网络模型对多尺度目标的特征提取能力不足的问题;其次,在特征融合部分引入无参数注意力机制SimAM,基于神经元抑制原理自适应融合重要信息,解决模型在复杂背景下的误检和漏检问题;最后,增加角度参数回归旋转目标方向,解决任意方向目标回归的问题,同时采用GWDL(Gaussian Wasserstein Distance Loss)计算旋转框损失,参数联合优化,提升检测精度。提出的目标检测算法在HRSC2016数据集上的Recall、Precision和mAP_(50)分别达到了0.955、0.916、0.904,具有最优的检测效果,同时检测速度达到了140.8帧/s,具有实时性。 展开更多

关键词 遥感图像 上下文模块 注意力机制 旋转目标检测

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ReNet:基于无锚框的地面旋转目标检测方法

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作者 徐叶斌 王云鹏 +2 位作者 刘少龙 刘力 李瑞 《红外技术》 北大核心 2025年第2期211-216,共6页

地面红外目标检测是高空侦察、智能感知和对地打击等领域的重要研究内容,针对所获取的地面红外目标常以不规则角度的形式出现,导致检测准确率低,容易发生误检、漏检等问题。以Anchor-Free目标检测模型为基础,构建了基于空洞卷积为特征... 地面红外目标检测是高空侦察、智能感知和对地打击等领域的重要研究内容,针对所获取的地面红外目标常以不规则角度的形式出现,导致检测准确率低,容易发生误检、漏检等问题。以Anchor-Free目标检测模型为基础,构建了基于空洞卷积为特征提取方式的主干网络,增强了模型对地面旋转目标的感知范围与特征提取能力;在基于空洞卷积进行特征提取后,通过External attention(EA注意力机制)增加对所提取特征注意维度的关注,实现了对目标更高分辨率特征的提取,最终提出了基于无锚框(Anchor-Free)的地面旋转目标检测方法。构建的地面旋转目标检测模型在HIT-UAV数据集上达到了90.6%的检测精度,优化了基于Anchor-Free的目标检测模型针对地面旋转目标的检测性能。 展开更多

关键词 深度学习 地面旋转目标检测 智能感知 Anchor-Free 空洞卷积 EA注意力机制

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YOLOv5-LR:一种遥感影像旋转目标检测模型 被引量：2

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作者 高明明 李沅洲 +2 位作者 马雷 南敬昌 周芊邑 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期43-51,共9页

真实遥感图像中,目标呈现任意方向分布的特点,原始YOLOv5网络存在难以准确表达目标的位置和范围、以及检测速度一般的问题。针对上述问题,提出一种遥感影像旋转目标检测模型YOLOv5-Left-Rotation,首先利用Transformer自注意力机制,让模... 真实遥感图像中,目标呈现任意方向分布的特点,原始YOLOv5网络存在难以准确表达目标的位置和范围、以及检测速度一般的问题。针对上述问题,提出一种遥感影像旋转目标检测模型YOLOv5-Left-Rotation,首先利用Transformer自注意力机制,让模型更加注意感兴趣的目标,并且在图像预处理过程中采用Mosaic数据增强,对后处理过程使用改进后的非极大值抑制算法Non-Maximum Suppression。其次,引入角度损失函数,增加网络的输出维度,得到旋转矩形的预测框。最后,在网络模型的浅层阶段,增加滑动窗口分支,来提高大尺寸遥感稀疏目标的检测效率。实验数据集为自制飞机数据集CASIA-plane78和公开的舰船数据集HRSC2016,结果表明,改进旋转目标检测算法相比于原始YOLOv5网络的平均精度提升了3.175%,在吉林一号某星推扫出的大尺寸多光谱影像中推理速度提升了13.6%,能够尽可能地减少冗余背景信息,更加准确检测出光学遥感图像中排列密集、分布无规律的感兴趣目标的区域。 展开更多

关键词 遥感图像 滑动窗口 注意力机制 旋转目标检测 YOLOv5

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改进YOLOv5s算法的遥感图像旋转目标检测

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作者 刘冰冰 胡耀国 +1 位作者 闫鹏 张青林 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期49-57,共9页

遥感图像目标检测技术广泛应用于矿产勘探、交通运输、国防军事、应急救援救灾等领域中。但是,常见的适用于遥感图像的旋转目标检测算法模型偏大,部署难度高,也无法满足实时检测的要求,忽略了精度和速度之间的平衡。针对以上问题,提出... 遥感图像目标检测技术广泛应用于矿产勘探、交通运输、国防军事、应急救援救灾等领域中。但是,常见的适用于遥感图像的旋转目标检测算法模型偏大,部署难度高,也无法满足实时检测的要求,忽略了精度和速度之间的平衡。针对以上问题,提出了一种基于YOLOv5s的遥感图像旋转目标检测算法YOLOv5s-R。首先,在YOLOv5s的基础上添加角度参数,将水平检测框修改成旋转检测框,以适应遥感图像目标的角度多样性;其次,引入环形圆滑标签,规避角度回归的周期性带来的角度突变问题;然后,添加高效通道注意力机制模块,提升模型对重要特征的提取能力;最后引入自适应空间特征融合模块,解决特征金字塔内部的不同特征尺度之间的不一致性问题。在数据集DOTA上,实验结果显示:mAP50达到了75.6%,mAP50∶95达到了46.7%,FPS达到了81.9。与基础模型相比,mAP50和mAP50∶95分别提升了1%和3.1%,FPS提升了85.9%。因此,YOLOv5s-R实现了更准确更高速的遥感图像检测,达到了精度和速度的良好平衡。 展开更多

关键词 遥感图像 YOLOv5s 旋转目标检测 注意力机制 特征融合

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基于YOLOv8L遥感图像旋转目标检测

5

作者 韩慧妍 张秀权 +2 位作者 况立群 韩燮 杨晓文 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1462-1468,共7页

针对遥感图像复杂背景下的目标(如船舶、飞机等)具有朝向任意、尺度变化较大、数量多、目标排列密集等特点,提出一种基于改进YOLOv8L的旋转目标检测算法,用带有角度的旋转框能够更加精确定位目标。首先,在网络Head部分增加解耦角度预测... 针对遥感图像复杂背景下的目标(如船舶、飞机等)具有朝向任意、尺度变化较大、数量多、目标排列密集等特点,提出一种基于改进YOLOv8L的旋转目标检测算法,用带有角度的旋转框能够更加精确定位目标。首先,在网络Head部分增加解耦角度预测头,预测目标的角度信息;其次,融合坐标注意力机制模块提高模型抑制噪声的能力;最后,在Neck部分引入自适应空间特征融合模块,抑制不同尺度特征图之间融合特征信息时的不一致性,保留有效的信息并进行融合。实验结果表明,所提算法在DOTA数据集上的检测精度达到了73.85%,较原有YOLOv8L模型提升了3.53%。 展开更多

关键词 旋转目标检测 注意力机制 解耦预测头 YOLO

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基于改进YOLOv7的光学遥感图像船舶旋转目标检测

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作者 焦仕昂 罗亮 +2 位作者 杨萌 翟宏睿 刘维勤 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2024年第5期903-908,共6页

针对在遥感图像复杂背景下船舶目标尺度变化大以及方向任意的特点,提出一种基于YOLOv7改进的光学遥感图像船舶旋转目标检测算法.在骨干网络中融入全局注意力机制(GAM),使模型在复杂背景中更加关注船舶对象;在颈部加入自适应空间特征融... 针对在遥感图像复杂背景下船舶目标尺度变化大以及方向任意的特点,提出一种基于YOLOv7改进的光学遥感图像船舶旋转目标检测算法.在骨干网络中融入全局注意力机制(GAM),使模型在复杂背景中更加关注船舶对象;在颈部加入自适应空间特征融合模块(ASFF),消除了特征金字塔内部特征信息不一致的问题;针对船舶比例细长且方向任意的特点,加入了高斯建模表示的旋转框检测,提高了定位精度并保留了船舶目标方向信息.结果表明:改进的算法在保证检测速度的同时,在HRSC2016数据集取得了90.73%的检测精度,检测效果也有所提升. 展开更多

关键词 YOLOv7 遥感图像检测 船舶旋转目标检测 注意力机制

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旋转目标距离像长度特性及微运动特征提取 被引量：12

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作者 马梁 王涛 +2 位作者 冯德军 刘进 王雪松 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2273-2279,共7页

本文提出了利用旋转目标高分辨一维距离像的长度变化特性提取目标旋转半径和旋转速度等微运动特征的新方法.重点分析了旋转目标一维距离像的长度特性,指出当目标旋转时,微运动造成的一维像"虚假"长度和目标真实长度在雷达视... 本文提出了利用旋转目标高分辨一维距离像的长度变化特性提取目标旋转半径和旋转速度等微运动特征的新方法.重点分析了旋转目标一维距离像的长度特性,指出当目标旋转时,微运动造成的一维像"虚假"长度和目标真实长度在雷达视线上的投影共同构成了目标的一维距离像.当目标匀速转动时,其一维距离像的长度变化服从正弦绝对值曲线,并根据这种变化特性,提出了两种提取旋转目标微运动特征的新方法.最后,设计了外场试验,通过实测数据证明了本文的观点和特征提取方法的有效性. 展开更多

关键词 旋转目标 微运动 一维距离像 特征提取

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OFD-LFM MIMO雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取 被引量：14

8

作者 罗迎 张群 +2 位作者 封同安 李松 梁贤姣 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期8-13,共6页

该文将微多普勒效应引入到多输入多输出(MIMO)雷达技术研究,以旋转运动目标为例,分析了雷达辐射正交频分线性调频信号(OFD-LFM)时目标的微多普勒效应,给出了其参数化表达。在此基础上,进一步将微多普勒理论从目前的雷达视线方向上的微... 该文将微多普勒效应引入到多输入多输出(MIMO)雷达技术研究,以旋转运动目标为例,分析了雷达辐射正交频分线性调频信号(OFD-LFM)时目标的微多普勒效应,给出了其参数化表达。在此基础上,进一步将微多普勒理论从目前的雷达视线方向上的微动分量提取扩展到微动部件3维运动和结构特征提取,利用MIMO雷达的多视角特性,提出了构建多元非线性方程组求解旋转部件的3维运动参数的算法,实现了目标3维微动特征的提取。仿真实验验证了算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 多输入多输出雷达 微多普勒 旋转目标 目标识别

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基于分段伪Keystone变换的快速旋转目标检测 被引量：6

9

作者 霍凯 黎湘 +1 位作者 姜卫东 毛钧杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2073-2079,共7页

对于高距离分辨雷达,快速复杂运动目标在相参积累时间内出现的越距离单元走动给检测与识别带来极大的困难.本文针对快速旋转目标越距离单元走动的问题,提出了一种新的分段伪Keystone变换方法,对越距离单元走动进行校正.该方法首先将数... 对于高距离分辨雷达,快速复杂运动目标在相参积累时间内出现的越距离单元走动给检测与识别带来极大的困难.本文针对快速旋转目标越距离单元走动的问题,提出了一种新的分段伪Keystone变换方法,对越距离单元走动进行校正.该方法首先将数据按一定准则分段,每段数据用伪Keystone变换处理,校正目标的越距离单元走动,然后将每段数据"拼接"在一起,完成整个观测时间的距离像对齐,并在此基础上实现积累时间内的相参检测.采用离散匹配傅里叶变换实现了该变换的快速算法,仿真实验验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 快速旋转目标 分段伪Keystone变换 越距离单元走动 离散匹配傅里叶变换

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多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像 被引量：4

10

作者 陈永安 罗迎 +2 位作者 王恺 张群 宋桐 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第4期46-51,共6页

借鉴干涉式逆合成孔径雷达中多天线干涉处理的思想,采用L型三天线成像结构,提出了一种基于多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像方法。推导了窄带条件下空间旋转目标回波干涉处理的原理,分析了短时傅里叶变换对回波干涉相位信... 借鉴干涉式逆合成孔径雷达中多天线干涉处理的思想,采用L型三天线成像结构,提出了一种基于多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像方法。推导了窄带条件下空间旋转目标回波干涉处理的原理,分析了短时傅里叶变换对回波干涉相位信息的影响,在对各天线回波进行短时傅里叶变换的基础上,在时频平面上有效区分了各散射点对应的回波曲线,获得了不同散射点对应的干涉相位信息,实现了对空间旋转目标的干涉式三维成像。与已有方法相比,该方法仅需利用单部多天线雷达即可获得目标的真实三维信息。仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 多天线干涉处理 微多普勒效应 空间旋转目标 三维成像

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组网雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取 被引量：2

11

作者 李东伟 罗迎 +1 位作者 张群 李天鹏 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2012年第3期45-49,90,共6页

目标微动特征提取是当前研究的一个热点,在组网雷达技术中研究了旋转目标的微多普勒效应,分别分析了组网雷达中不同信号形式下的目标微多普勒效应,并给出了其参数化表达。利用组网雷达的多视角特性,将不同信号形式下分布在不同位置的雷... 目标微动特征提取是当前研究的一个热点,在组网雷达技术中研究了旋转目标的微多普勒效应,分别分析了组网雷达中不同信号形式下的目标微多普勒效应,并给出了其参数化表达。利用组网雷达的多视角特性,将不同信号形式下分布在不同位置的雷达获得的回波信号进行参数提取,通过构造多元非线性方程组,以提取的参数作为变量,进行目标3维微动参数解算,实现了目标3维微动特征的提取。仿真实验验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 组网雷达 微多普勒 三维微动特征 旋转目标

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旋转目标RCS的二维成像 被引量：3

12

作者 阮成礼 梁淮宁 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期604-608,共5页

应用标量克希霍夫积分定理分析了旋转目标RCS的二维成像问题,获得在双天线测量系统中成像剖面包含从雷达到目标的轴线和成像剖面垂直于收发天线的联线。收发天线的联线与成像剖面垂直时可得到目标RCS的二维成像;当收发天线联线与成像剖... 应用标量克希霍夫积分定理分析了旋转目标RCS的二维成像问题,获得在双天线测量系统中成像剖面包含从雷达到目标的轴线和成像剖面垂直于收发天线的联线。收发天线的联线与成像剖面垂直时可得到目标RCS的二维成像;当收发天线联线与成像剖面平行时仅能得到目标RCS的一维成像。该结论为旋转目标RCS二维成像系统设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 雷达截面 克希霍夫积分定理 二维成像 旋转目标

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匀加速旋转目标ISAR成像的横向分辨率 被引量：3

13

作者 马长征 张守宏 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期254-256,共3页

对于机动目标，目标相对于雷达的转动在一定条件下近似为匀加速转动，运动补偿后目标各散射点回波多普勒频移可近似为线性函数．该文研究了此时逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像的方法，讨论了横向分辨率和旋转角度的关系。

关键词 均加速旋转目标 ISAR成像 横向分辨率 雷达系统

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基于多视角距离像的空间旋转目标三维重构 被引量：1

14

作者 许丹 冯存前 +2 位作者 张蓉 田波 王光明 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期16-20,共5页

针对单一视角难以实现空间旋转目标三维重构的问题,提出一种利用宽带雷达多视角信息实现空间位置重构的方法。首先,对旋转目标和雷达网建模,分析得出旋转散射点微距离呈现正弦变化规律。然后,采用Viterbi-Clean算法对回波距离像进行曲... 针对单一视角难以实现空间旋转目标三维重构的问题,提出一种利用宽带雷达多视角信息实现空间位置重构的方法。首先,对旋转目标和雷达网建模,分析得出旋转散射点微距离呈现正弦变化规律。然后,采用Viterbi-Clean算法对回波距离像进行曲线分离,再利用广义Hough变换提取曲线的幅值、基线和初相,实现散射点的关联。最后,根据曲线信息,利用公式求出了旋转矢量和旋转轴的方向,实现了旋转目标空间位置重构。仿真实验验证了该方法的有效性和适用性。 展开更多

关键词 旋转目标 多视角 散射点匹配 Viterbi-Clean算法 三维重构

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旋转目标的电磁特性分析与计算 被引量：2

15

作者 曹桂明 冯有前 《现代电子技术》 2001年第11期69-70,共2页

分析了一类旋转目标对雷达的电磁特性 ,并提出了一种基于复射线法和几何绕射理论来计算翼体的边缘绕射场 ,用复射线法计算夹角的反射场。计算结果说明该方法在工程上是可行的 ,能够满足需要。

关键词 旋转目标 电磁特性 复射线法 几何绕射理论 雷达

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旋转目标R-D成像处理方法的一些基本特性 被引量：3

16

作者 邓文彪 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期38-46,共9页

本文针对旋转目标 ISAS 成像中的距离—多普勒(R-D)处理方法,讨论了它的来源和应用条件,并着重分析了它对目标中部和边缘部分不同的分辨处理能力。本文讨论的目标在于更深刻地认识 R-D 成像处理方法,以便准确地应用它。

关键词 雷达成像 旋转目标 R-D成像 处理法

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旋转目标一维和二维成象处理之间的关系 被引量：4

17

作者 邓文彪 保铮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期1-10,共10页

本文针对旋转目标逆合成孔径雷达成象(ISAR)处理中的距离—多卜勒(R-D)处理和由投影层析成象(CT)处理两种基本方法,研究了它们之间的基本关系,讨论了它们各自的处理特点和处理能力。结果表明这两种基本方法其实质是一致的,只不过各自有... 本文针对旋转目标逆合成孔径雷达成象(ISAR)处理中的距离—多卜勒(R-D)处理和由投影层析成象(CT)处理两种基本方法,研究了它们之间的基本关系,讨论了它们各自的处理特点和处理能力。结果表明这两种基本方法其实质是一致的,只不过各自有其应用条件和特点。本文研究的目的在于更深刻地认识现有的一些ISAR成象处理方法的内在联系,为寻求新的、实时、高分辨的ISAR成象处理方案探索途径。 展开更多

关键词 旋转目标 一维 二维 成象处理 雷达

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基于GRT-CLEAN的高速旋转目标快速三维成像方法 被引量：1

18

作者 王会 巨欢 +2 位作者 方阳 李荣旭 王保平 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期228-237,共10页

针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点,本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取,实现高分辨精确目标成... 针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点,本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取,实现高分辨精确目标成像;采用"先粗网格,后精确网格"的策略,分两步对散射点目标进行估计,降低计算复杂度,计算复杂度从Ο(N×P×Q×T)降为Ο(10^(-4)×N×P×Q×T),大幅提高成像速度。仿真实验与数值分析验证了本文所提方法的有效性。实验结果表明,本文所提成像在低信噪比和目标存在遮挡的情况下,依然能对目标进行有效成像;与传统的GRT-CLEAN成像方法相比,本文所提成像方法大幅降低计算复杂度。 展开更多

关键词 高速旋转目标 广义Radan变换(GRT)-CLEAN 网格剖分 三维成像

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双天线旋转目标微多普勒特征分析 被引量：4

19

作者 屈文星 杨文革 张若禹 《电讯技术》 北大核心 2016年第2期212-217,共6页

在旋转目标的飞行过程中,目标的旋转会在回波信号中产生微多普勒调制。合作式的旋转目标常通过机载应答机进行信息传输,理论与仿真分析发现在双天线信号传输模式中,弹体的遮挡效应会对接收信号中的微多普勒调制产生影响。通过建立应答... 在旋转目标的飞行过程中,目标的旋转会在回波信号中产生微多普勒调制。合作式的旋转目标常通过机载应答机进行信息传输,理论与仿真分析发现在双天线信号传输模式中,弹体的遮挡效应会对接收信号中的微多普勒调制产生影响。通过建立应答式目标的微多普勒模型,分析应答机天线相对位置与微多普勒相位特征的关系,推导了双天线条件下地面接收信号的微多普勒调制特征,给出了对应时频特征下的接收信号模型,并分析了天线切换带来的实测信号间断性问题,结合信号时频特征提出下一步可行的信号处理方法。 展开更多

关键词 合作式目标 旋转目标 双天线切换 间断信号 微多普勒特征

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基于越距离单元徙动校正的空间高速旋转目标ISAR成像方法 被引量：1

20

作者 李鸿志 徐嘉良 +1 位作者 赵彬 王勇 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期18-25,共8页

逆合成孔径雷达成像是实现对空间目标跟踪,成像与识别的重要手段,但是空间目标的高速旋转运动特性使传统的ISAR成像算法失效。针对这一问题,提出一种基于越距离单元徙动校正的ISAR成像方法。首先,建立空间高速旋转目标回波模型;其次,根... 逆合成孔径雷达成像是实现对空间目标跟踪,成像与识别的重要手段,但是空间目标的高速旋转运动特性使传统的ISAR成像算法失效。针对这一问题,提出一种基于越距离单元徙动校正的ISAR成像方法。首先,建立空间高速旋转目标回波模型;其次,根据回波特性构造参考信号进行越距离单元徙动校正,实现目标散射点空间参数估计;最后,引入粒子群优化算法实现参数快速搜索。仿真结果表明,该算法可以有效提取目标参数,实现空间目标高质量成像,与传统成像算法对比结果验证了该算法的鲁棒性及优越性。 展开更多

关键词 空间态势感知 逆合成孔径雷达 空间高速旋转目标 越距离单元徙动校正 粒子群优化

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