合成孔径雷达(SAR)的自动目标识别(ATR)技术目前已广泛应用于军事和民用领域。由于SAR采用侧视成像原理,SAR对目标观测俯仰角和方位角的变化都十分敏感。对于同一观测目标,即便观测的方位角仅有较少变化,所得目标的SAR图像也会有较大的差别。而对于不同目标在某一个观测角度下又呈现较大的相似性,这些情况对基于单角度SAR图像的目标识别造成相当的困难。此外,同一观测目标的多角度SAR图像序列中蕴含着多个角度的散射回波,较单角度SAR图像更加全面精细地刻画了目标散射特性。多角度SAR目标识别技术基于 SAR 平台获取的目标不同方位角的多幅图像组成的图像序列,利用不同视角的散射特性对目标进行类别属性判别,其拥有更高的准确度和鲁棒性。图1 不同方位角、同一目标的SAR图
针对多角度SAR目标识别问题,中科院空天院的黄丽佳研究员等提出了一种基于CNN与RNN的深度学习目标识别方法,该方法使用CNN部分来提取单张图像的空间特征,使用RNN来提取图像间的序列特征,具有较高的精度和一定的鲁棒性。该工作已发表在《雷达学报》网络优先出版的“一种基于EfficientNet与BiGRU的多角度SAR图像目标识别方法”(赵鹏菲,黄丽佳)。论文模型结构如图2所示, 该方法使用一组共享权重的EfficientNet网络提取图像序列中单张图像的空间特征,然后对图像序列所提取的单角度的图像特征序列进行维度的变换,再送入BiGRU网络继续提取SAR多角度图像序列时序特征。最后,模型将经过BiGRU网络提取的特征送入全连接层获得最终的分类结果。
图2 多角度SAR目标识别网络结构图
编辑:蒋文
审核:贾守新
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