【摘要】：合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種不受環(huán)境,如光照,氣候等因素影響的高分辨率雷達(dá),被廣泛的應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域之中。在SAR的眾多應(yīng)用之中,SAR圖像目標(biāo)自動識別(Automatic Target Recognition,ATR)技術(shù)具有非常重要的軍事價(jià)值,該技術(shù)可以有效的解譯出目標(biāo)中的有效信息,提高軍隊(duì)的作戰(zhàn)能力及情報(bào)分析與獲取能力。SAR圖像目標(biāo)鑒別是SAR圖像目標(biāo)自動識別技術(shù)的重要組成部分,而SAR圖像特征提取又作為SAR目標(biāo)鑒別的關(guān)鍵步驟,其特征提取的好壞與否將直接影響SAR目標(biāo)鑒別與識別結(jié)果的優(yōu)劣。非線性變換方法可以挖掘出數(shù)據(jù)的潛在信息,實(shí)現(xiàn)高維數(shù)據(jù)的維數(shù)壓縮,是SAR圖像目標(biāo)特征提取的重要分支。深度學(xué)習(xí)模型中包含強(qiáng)大的非線性映射關(guān)系,可以有效且自動地學(xué)習(xí)高維數(shù)據(jù)中的特征表達(dá),已成為近些年的研究熱點(diǎn)。隨著SAR成像技術(shù)的迅猛發(fā)展,越來越多的高分辨率SAR圖像得以被獲取,SAR圖像中包含的信息也越來越復(fù)雜化,因此,在這個高速信息化、智能化的時代中,將深度學(xué)習(xí)引入SAR ATR領(lǐng)域是必須且急迫的。本文結(jié)合深度學(xué)習(xí)理論,圍繞基于自編碼器的SAR目標(biāo)鑒別算法進(jìn)行了深入的研究。本論文各部分工作內(nèi)容概括如下:1.介紹SAR圖像目標(biāo)鑒別的研究背景、意義、發(fā)展現(xiàn)狀及論文的具體安排。2.研究了一種基于稀疏自編碼器的SAR圖像目標(biāo)鑒別方法。SAR特征提取環(huán)節(jié)一般是對基于專家知識設(shè)計(jì)的鑒別特征進(jìn)行人工提取,這個過程費(fèi)時費(fèi)力,且提取出的特征會丟失原始數(shù)據(jù)中的部分信息,而自編碼器及稀疏自編碼器能自動學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)特征且減少人為干涉。本算法利用稀疏自編碼器對SAR圖像進(jìn)行學(xué)習(xí),采用無監(jiān)督學(xué)習(xí)法自動的從SAR圖像數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)特征,使用Softmax分類器對得到的特征進(jìn)行分類,驗(yàn)證了經(jīng)稀疏自編碼器提取出的特征應(yīng)用于SAR目標(biāo)鑒別的可行性與有效性。3.針對分類任務(wù),研究了一種與自編碼器具有相同結(jié)構(gòu)的類編碼器。類編碼器的主要思想是通過最小化類內(nèi)數(shù)據(jù)的重構(gòu)差異,從而減少學(xué)到的類內(nèi)特征差異,達(dá)到有針對性的對SAR圖像特征進(jìn)行學(xué)習(xí)的目的,學(xué)到SAR圖像的可鑒別性特征。隨后將類編碼器作為Softmax分類器的約束研究了類編碼器分類器,類編碼器分類器在一個網(wǎng)絡(luò)模型中同時進(jìn)行重構(gòu)任務(wù)與分類任務(wù),進(jìn)而使模型在特征學(xué)習(xí)的過程中令其學(xué)習(xí)結(jié)果利于分類。4.本部分首先對基于棧式稀疏自編碼器的SAR目標(biāo)鑒別算法進(jìn)行研究,然后在此基礎(chǔ)上,引入可以描述類內(nèi)特征與類間特征關(guān)系的Fisher準(zhǔn)則,并結(jié)合深層網(wǎng)絡(luò)的特征學(xué)習(xí)能力,利用Fisher準(zhǔn)則對棧式稀疏自編碼器的微調(diào)過程進(jìn)行約束,研究基于Fisher準(zhǔn)則約束下的棧式稀疏自編碼器的SAR圖像目標(biāo)鑒別算法。通過將Fisher準(zhǔn)則作為SSAE微調(diào)過程中深層特征的約束,可以使學(xué)到的特征類內(nèi)差異小,類間差異大,從而使學(xué)到的深層特征更利于SAR目標(biāo)鑒別。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.52
【圖文】：

(c) 自然雜波切片樣本(d) 人造雜波切片樣本圖1.3 四幅 miniSAR 數(shù)據(jù)集中部分切片樣本示例圖四幅 miniSAR 圖像中訓(xùn)練切片數(shù)量及測試切片數(shù)量見表 1.1 所示：表1.1 四幅 miniSAR 圖像訓(xùn)練切片數(shù)量及測試切片數(shù)量數(shù)量圖像訓(xùn)練樣本總數(shù)測試樣本個數(shù)測試切片總數(shù) 目標(biāo)切片個數(shù) 雜波切片個數(shù)miniSAR圖像1 24550 739 140 599miniSAR圖像2 21857 420 115 305miniSAR圖像3 22141 589 79 510miniSAR圖像4 14115 786 159 627觀察圖 1.2 中的四幅 miniSAR 圖像，都含有車輛目標(biāo)，且四種場景下多目標(biāo)區(qū)域均明顯多于單目標(biāo)區(qū)域。四幅圖像都具有各自的特點(diǎn)，miniSAR 圖像 1 和 miniSAR圖像 2 中自然雜波多于人造雜波，從這兩幅圖像中提取出的切片集中，自然雜波切片將多于人造雜波切片，miniSAR 圖像 3 中人造雜波明顯多于自然雜波，那么從這幅圖像中提取出的切片集中，人造雜波切片將多于自然雜波切片，而 miniSAR 圖像 4 中只有人造雜波，因此，四幅 miniSAR 圖像中所獲取的切片是具有多樣性的

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號：2731074