为提升弹载成像制导中运动模糊图像目标检测的精确性与效率,提出一种轻量化且高效的运动模糊图像目标检测(Lighter and More Effective Motion-blurred Image Object Detection,LEMBD)网络。通过深入分析运动模糊图像的成因,基于成像机...为提升弹载成像制导中运动模糊图像目标检测的精确性与效率,提出一种轻量化且高效的运动模糊图像目标检测(Lighter and More Effective Motion-blurred Image Object Detection,LEMBD)网络。通过深入分析运动模糊图像的成因,基于成像机理构建了专用的运动模糊图像数据集。在不增加网络参数的前提下,采用共享权重的孪生网络设计,并引入先验知识,将清晰图像的特征学习用于模糊图像的特征提取,以同时实现对清晰与模糊图像的精准检测。此外,设计了部分深度可分离卷积替代普通卷积,显著减少了网络的参数量与计算量,并提升了学习性能。为进一步优化特征融合质量,提出跨层路径聚合特征金字塔网络,有效利用低级特征的细节信息和高级特征的语义信息。实验结果表明,所提LEMBD网络在运动模糊图像目标检测任务中的性能优于传统目标检测方法和主流运动模糊检测算法,能够为精确制导任务提供更精准的目标相对位置信息。展开更多
频控阵-多输入多输出(Frequency Diverse Array-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)雷达是一种新体制雷达,其发射频率分集特性带来了额外的距离维信息,然而采样误差同样带来了导向矢量失配的问题,不仅如此,角度误差的存在也会进...频控阵-多输入多输出(Frequency Diverse Array-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)雷达是一种新体制雷达,其发射频率分集特性带来了额外的距离维信息,然而采样误差同样带来了导向矢量失配的问题,不仅如此,角度误差的存在也会进一步加重导向矢量的失配,极大地影响检测器的检测性能。此外,目标速度过快也会对FDA-MIMO雷达的目标检测性能产生影响。速度带来的影响具体表现在两个方面:一方面会导致目标的距离走动,从而导致不同慢时间的回波包络不能对齐,无法相干积累;二是频率增量引起的多普勒扩展,使得不同发射通道的多普勒频率不一样,这会进一步影响检测性能。针对上述问题,本文针对运动目标情况下的目标检测问题进行研究,为了解决目标运动带来的距离徙动和多普勒扩展效应,引入Keystone变换进行校正。此外,为了提升阵列失配条件下的目标检测性能,本文引入子空间模型,提出了距离角度失配情况下的子空间构建方法,并基于广义似然比检验(Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT)准则推导了FDA-MIMO雷达在距离和角度失配条件下的自适应检测器。仿真结果表明:在高斯白噪声背景下,所提算法可以校正运动目标在速度较快情况下导致的距离徙动和多普勒扩展效应,且在阵列距离和角度失配条件下的检测性能优于传统的GLRT检测器。此外本文所提Keystone-空域处理检测器与Keystone-全空时处理检测器的性能接近,且计算复杂度更低。展开更多
行人作为非刚性物体,对它的视觉特征进行有效的不变表示是提高识别效果的关键。在自然视觉场景中,运动行人通常会发生尺度、背景、姿态等变化,这对用现有技术提取这些不规则特征造成阻碍。针对该问题,基于哺乳动物视网膜神经结构特性,...行人作为非刚性物体,对它的视觉特征进行有效的不变表示是提高识别效果的关键。在自然视觉场景中,运动行人通常会发生尺度、背景、姿态等变化,这对用现有技术提取这些不规则特征造成阻碍。针对该问题,基于哺乳动物视网膜神经结构特性,探究运动行人不变性识别问题,并提出一种适用于视觉场景的运动行人检测神经网络(MPDNN)。MPDNN包括2个神经模块:突触前网络和突触后网络。其中,突触前网络感知表征运动目标的低阶视觉运动线索,并提取目标的二值化视觉信息;突触后网络借助生物视觉系统中的稀疏不变响应特性,利用目标轮廓在连续改变形状后较大凹凸区域之间的位置关系不变特性,从低阶运动线索中编码平稳变化的视觉特征以构建行人不变表征。实验结果表明,MPDNN在公共数据集CUHK Avenue与EPFL上达到了96.96%的跨域检测准确率,比SOTA(State Of The Art)模型高4.52个百分点;在尺度、运动姿势变化数据集上也表现了较好的鲁棒性,准确率分别达到了89.48%与91.45%。以上实验结果验证了生物不变性物体识别机制在运动行人检测中的有效性。展开更多
文摘为提升弹载成像制导中运动模糊图像目标检测的精确性与效率,提出一种轻量化且高效的运动模糊图像目标检测(Lighter and More Effective Motion-blurred Image Object Detection,LEMBD)网络。通过深入分析运动模糊图像的成因,基于成像机理构建了专用的运动模糊图像数据集。在不增加网络参数的前提下,采用共享权重的孪生网络设计,并引入先验知识,将清晰图像的特征学习用于模糊图像的特征提取,以同时实现对清晰与模糊图像的精准检测。此外,设计了部分深度可分离卷积替代普通卷积,显著减少了网络的参数量与计算量,并提升了学习性能。为进一步优化特征融合质量,提出跨层路径聚合特征金字塔网络,有效利用低级特征的细节信息和高级特征的语义信息。实验结果表明,所提LEMBD网络在运动模糊图像目标检测任务中的性能优于传统目标检测方法和主流运动模糊检测算法,能够为精确制导任务提供更精准的目标相对位置信息。
文摘频控阵-多输入多输出(Frequency Diverse Array-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)雷达是一种新体制雷达,其发射频率分集特性带来了额外的距离维信息,然而采样误差同样带来了导向矢量失配的问题,不仅如此,角度误差的存在也会进一步加重导向矢量的失配,极大地影响检测器的检测性能。此外,目标速度过快也会对FDA-MIMO雷达的目标检测性能产生影响。速度带来的影响具体表现在两个方面:一方面会导致目标的距离走动,从而导致不同慢时间的回波包络不能对齐,无法相干积累;二是频率增量引起的多普勒扩展,使得不同发射通道的多普勒频率不一样,这会进一步影响检测性能。针对上述问题,本文针对运动目标情况下的目标检测问题进行研究,为了解决目标运动带来的距离徙动和多普勒扩展效应,引入Keystone变换进行校正。此外,为了提升阵列失配条件下的目标检测性能,本文引入子空间模型,提出了距离角度失配情况下的子空间构建方法,并基于广义似然比检验(Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT)准则推导了FDA-MIMO雷达在距离和角度失配条件下的自适应检测器。仿真结果表明:在高斯白噪声背景下,所提算法可以校正运动目标在速度较快情况下导致的距离徙动和多普勒扩展效应,且在阵列距离和角度失配条件下的检测性能优于传统的GLRT检测器。此外本文所提Keystone-空域处理检测器与Keystone-全空时处理检测器的性能接近,且计算复杂度更低。
文摘行人作为非刚性物体,对它的视觉特征进行有效的不变表示是提高识别效果的关键。在自然视觉场景中,运动行人通常会发生尺度、背景、姿态等变化,这对用现有技术提取这些不规则特征造成阻碍。针对该问题,基于哺乳动物视网膜神经结构特性,探究运动行人不变性识别问题,并提出一种适用于视觉场景的运动行人检测神经网络(MPDNN)。MPDNN包括2个神经模块:突触前网络和突触后网络。其中,突触前网络感知表征运动目标的低阶视觉运动线索,并提取目标的二值化视觉信息;突触后网络借助生物视觉系统中的稀疏不变响应特性,利用目标轮廓在连续改变形状后较大凹凸区域之间的位置关系不变特性,从低阶运动线索中编码平稳变化的视觉特征以构建行人不变表征。实验结果表明,MPDNN在公共数据集CUHK Avenue与EPFL上达到了96.96%的跨域检测准确率,比SOTA(State Of The Art)模型高4.52个百分点;在尺度、运动姿势变化数据集上也表现了较好的鲁棒性,准确率分别达到了89.48%与91.45%。以上实验结果验证了生物不变性物体识别机制在运动行人检测中的有效性。
文摘运动目标传统检测方法只考虑图像的亮度或纹理等某一种特性,受特异值影响较大,对噪声比较敏感,鲁棒性也不够好,而且背景恢复精度不高。针对以上局限性,提出一种融合结构相似度(structural similarity,SSIM)全参考模型和鲁棒主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)的运动目标检测方法。此方法综合考虑图像的亮度、对比度和结构三种特性,不采用传统的背景减除法,而是把图像像素点的结构相似度作为度量来实现运动对象与背景的分离。实验结果表明,此方法准确率可达0.95,且F度量较传统运动目标检测算法平均提升0.15,总体上比传统方法更具优势。
