基于ResNet的SAR圖像海面溢油區(qū)識(shí)別研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-15 02:06
油膜和類油膜(生物油和乳化油)在全極化SAR(合成孔徑雷達(dá))數(shù)據(jù)上都表現(xiàn)為暗斑特征,而且二者具有高度一致性,在識(shí)別時(shí)容易產(chǎn)生混淆。而對(duì)于SAR圖像而言,不同特征對(duì)每種類油膜有不同的區(qū)分效果,因此選取合適的特征對(duì)區(qū)分SAR圖像上的油膜和類油膜尤為重要。在本文中,我們重點(diǎn)應(yīng)用多種特征和深度殘差網(wǎng)絡(luò)(ResNet)相結(jié)合的方式區(qū)分全極化SAR數(shù)據(jù)上的油膜和類油膜。本文主要研究?jī)?nèi)容可以概括如下:首先,對(duì)全極化SAR圖像上的暗斑區(qū)域(包括油膜和類油膜)提取20種特征并進(jìn)行分析,然后選取區(qū)分性較好的特征作為網(wǎng)絡(luò)輸入的依據(jù)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析,最終選擇極化散射熵(Entropy),極化散射角(Alpha)和單次反射特征值相對(duì)差異度(SERD)三種極化特征作為網(wǎng)絡(luò)輸入的依據(jù)。其次,在確定的三種極化特征對(duì)應(yīng)的特征圖上選取多個(gè)感興趣區(qū)域作為ResNet網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練集和測(cè)試集。最后本文實(shí)驗(yàn)所用訓(xùn)練集由3600個(gè)原油樣本,3600個(gè)生物油樣本和3600個(gè)乳化油樣本(共計(jì)10800個(gè))組合而成。測(cè)試集由600個(gè)原油樣本,600個(gè)生物油樣本和600個(gè)乳化油樣本(共計(jì)1800個(gè))組合而成,最終得到97.56%的分類精度。...
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1海面溢油與類似溢油SAR圖像??Fig.?1.1?SAR?images?of?oil?slicks?and?look-alikes??
分類,并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。??(開(kāi)始)??v?士?乂????閣像預(yù)處理??Pauli分解,Boxcar?yàn)V波??j???I???暗斑檢測(cè)??I奸?相」幾何特征,紋理特征和極I??匕_:—_—_:—_」?|?I?__'_?I?最5特征丨且合?!??j研5甲產(chǎn)一、?深度殘差網(wǎng)絡(luò)(ResNet)??J??_二二廣?I分類和類油膜?|?;??|—??二1—?>丨與AlexNet和?VGG算法進(jìn)tJ?對(duì)比?|??(結(jié)束)?'?"??圖1.2論文研宄思路??Fig.?1.2?Thesis?research?ideas??1.4章節(jié)安排??全文共六章,各章內(nèi)容如下:??第1章引言。主要介紹了選題的背景以及該課題的研究?jī)r(jià)值,目前己有研究的??現(xiàn)狀以及本文的研究思路。??第2章數(shù)據(jù)集的制作及預(yù)處理。介紹了本文實(shí)驗(yàn)所用五幅全極化SAR圖像并??介紹了數(shù)據(jù)的預(yù)處理過(guò)程以及樣本的采集。??第3章對(duì)本文實(shí)驗(yàn)所使用的SAR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,經(jīng)過(guò)分析選取出??區(qū)分性好的特征作為網(wǎng)絡(luò)輸入的依據(jù)。??第4章基于多種特征與ResNet結(jié)合的溢油分類。首先對(duì)深度殘差網(wǎng)絡(luò)的結(jié)??構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹,最后確定本文實(shí)驗(yàn)中所使用的ResNet50的結(jié)構(gòu)。??第5章實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。介紹了基于本文所提算法和AlexNet、VGG算法對(duì)SAR??數(shù)據(jù)上暗區(qū)的識(shí)別效果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析,以及驗(yàn)證本文提出算法的??有效性。??第6章總結(jié)與展望。本章總結(jié)了本文的研宄內(nèi)容,分析了本研宄內(nèi)容還存在??的不足,并確定了下一步的研宄方向。??-7?-??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]紋理與幾何特征信息在高空間分辨率遙感影像分類中的應(yīng)用[J]. 馬長(zhǎng)輝,黃登山. 測(cè)繪地理信息. 2019(06)
[2]基于極化特征SERD的SAR溢油檢測(cè)[J]. 鄭洪磊,張彥敏,王運(yùn)華. 海洋湖沼通報(bào). 2015(04)
[3]結(jié)合灰度和基于動(dòng)態(tài)窗口的紋理特征的遙感影像分類[J]. 黃祥,楊武年. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]基于Pauli基分解的極化校準(zhǔn)算法[J]. 何密,李永禎,王雪松,肖順平,李志堅(jiān). 宇航學(xué)報(bào). 2011(12)
[5]Boxcar濾波器和極化Refined Lee濾波器對(duì)極化SAR分類精度影響的評(píng)估[J]. 宋海平,盧戰(zhàn)偉,趙松. 影像技術(shù). 2011(05)
[6]簡(jiǎn)單多邊形的最小外接矩形算法[J]. 劉玉珍,劉潤(rùn)濤. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]基于SAR圖像的海面溢油檢測(cè)研究[D]. 馮景.北京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的人眼視覺(jué)估計(jì)算法的研究[D]. 崔志斌.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]基于多特征融合的圖像匹配算法及應(yīng)用[D]. 郭玉坤.濟(jì)南大學(xué) 2017
[3]基于恒虛警率和幾何特征的SAR影像海洋溢油檢測(cè)方法研究[D]. 杜偉娜.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2016
[4]基于極化特征的SAR溢油檢測(cè)研究[D]. 鄭洪磊.中國(guó)海洋大學(xué) 2015
[5]SAR圖像海面溢油檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 王棟.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[6]極化SAR圖像偽彩色增強(qiáng)與可視化方法研究[D]. 余磊.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[7]基于紋理分析的溢油SAR圖像分類研究[D]. 梁小祎.大連海事大學(xué) 2007
本文編號(hào):3589677
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1海面溢油與類似溢油SAR圖像??Fig.?1.1?SAR?images?of?oil?slicks?and?look-alikes??
分類,并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。??(開(kāi)始)??v?士?乂????閣像預(yù)處理??Pauli分解,Boxcar?yàn)V波??j???I???暗斑檢測(cè)??I奸?相」幾何特征,紋理特征和極I??匕_:—_—_:—_」?|?I?__'_?I?最5特征丨且合?!??j研5甲產(chǎn)一、?深度殘差網(wǎng)絡(luò)(ResNet)??J??_二二廣?I分類和類油膜?|?;??|—??二1—?>丨與AlexNet和?VGG算法進(jìn)tJ?對(duì)比?|??(結(jié)束)?'?"??圖1.2論文研宄思路??Fig.?1.2?Thesis?research?ideas??1.4章節(jié)安排??全文共六章,各章內(nèi)容如下:??第1章引言。主要介紹了選題的背景以及該課題的研究?jī)r(jià)值,目前己有研究的??現(xiàn)狀以及本文的研究思路。??第2章數(shù)據(jù)集的制作及預(yù)處理。介紹了本文實(shí)驗(yàn)所用五幅全極化SAR圖像并??介紹了數(shù)據(jù)的預(yù)處理過(guò)程以及樣本的采集。??第3章對(duì)本文實(shí)驗(yàn)所使用的SAR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,經(jīng)過(guò)分析選取出??區(qū)分性好的特征作為網(wǎng)絡(luò)輸入的依據(jù)。??第4章基于多種特征與ResNet結(jié)合的溢油分類。首先對(duì)深度殘差網(wǎng)絡(luò)的結(jié)??構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹,最后確定本文實(shí)驗(yàn)中所使用的ResNet50的結(jié)構(gòu)。??第5章實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。介紹了基于本文所提算法和AlexNet、VGG算法對(duì)SAR??數(shù)據(jù)上暗區(qū)的識(shí)別效果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析,以及驗(yàn)證本文提出算法的??有效性。??第6章總結(jié)與展望。本章總結(jié)了本文的研宄內(nèi)容,分析了本研宄內(nèi)容還存在??的不足,并確定了下一步的研宄方向。??-7?-??
?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???(a)?NO.l??(a)?Radarsat-2?data?of?8m??圖2.1墨西哥灣數(shù)據(jù)??Fig.?2.1?Radarsat-2?data?in?Mexico?Bay?area??2.1.2歐洲北海數(shù)據(jù)介紹(NO.2?NO.3)??H?1^1??(a)N0.2?(b)?No.3??(a)?Radarsat-2?data?of?8m?(b)?Radarsat-2?data?of?8m??圖2.2歐洲北海數(shù)據(jù)??Fig.?2.2?Radarsat-2?data?in?North?Sea?of?Europe??圖2.2?(a)和(b)?(NO.2和NO.3)是2011年6月6日至9日獲得的,兩個(gè)場(chǎng)??景中有潑灑了三種物質(zhì)(即原油,乳化油和生物油)。N0.2圖像數(shù)據(jù)入射角為??46.20°,局部風(fēng)速約為1.6-3.3m/s。圖像在浮油潑灑后2小時(shí)獲得,其中圖像中的??乳化油是化學(xué)合成物,生物油膜是釋放的生物油在海面經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間形成的浮??油區(qū)域,它是一種模擬海洋表面因藻類等生物形成的油膜。N0.3是在浮油釋放后??9小時(shí)獲取的,其入射角為34.62°,局部風(fēng)速為1.6-3.3m/s。圖2.2(b)中從左到??右分為生物油、乳化油和原油[19]。??-9?-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]紋理與幾何特征信息在高空間分辨率遙感影像分類中的應(yīng)用[J]. 馬長(zhǎng)輝,黃登山. 測(cè)繪地理信息. 2019(06)
[2]基于極化特征SERD的SAR溢油檢測(cè)[J]. 鄭洪磊,張彥敏,王運(yùn)華. 海洋湖沼通報(bào). 2015(04)
[3]結(jié)合灰度和基于動(dòng)態(tài)窗口的紋理特征的遙感影像分類[J]. 黃祥,楊武年. 測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]基于Pauli基分解的極化校準(zhǔn)算法[J]. 何密,李永禎,王雪松,肖順平,李志堅(jiān). 宇航學(xué)報(bào). 2011(12)
[5]Boxcar濾波器和極化Refined Lee濾波器對(duì)極化SAR分類精度影響的評(píng)估[J]. 宋海平,盧戰(zhàn)偉,趙松. 影像技術(shù). 2011(05)
[6]簡(jiǎn)單多邊形的最小外接矩形算法[J]. 劉玉珍,劉潤(rùn)濤. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]基于SAR圖像的海面溢油檢測(cè)研究[D]. 馮景.北京理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的人眼視覺(jué)估計(jì)算法的研究[D]. 崔志斌.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]基于多特征融合的圖像匹配算法及應(yīng)用[D]. 郭玉坤.濟(jì)南大學(xué) 2017
[3]基于恒虛警率和幾何特征的SAR影像海洋溢油檢測(cè)方法研究[D]. 杜偉娜.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2016
[4]基于極化特征的SAR溢油檢測(cè)研究[D]. 鄭洪磊.中國(guó)海洋大學(xué) 2015
[5]SAR圖像海面溢油檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 王棟.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[6]極化SAR圖像偽彩色增強(qiáng)與可視化方法研究[D]. 余磊.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[7]基于紋理分析的溢油SAR圖像分類研究[D]. 梁小祎.大連海事大學(xué) 2007
本文編號(hào):3589677
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