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共享 | SAR图像船舶切片数据集

王超 中国图象图形学报 2021-09-20

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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式微波遥感技术,它最大的优势在于可提供全天时、全天候的高分辨率图像,非常适合海上船舶检测与分类的应用。


随着深度学习的兴起,相关方法也被引入SAR图像应用领域。许多学者对SAR船舶检测的深度学习方法感兴趣,但是苦于没有用于神经网络训练的标注样本集。目前应用深度学习进行船舶探测和分类还存在以下问题:基于SAR图像的复杂背景下舰船探测方法很缺乏;缺少大量数据来证明多模式探测模型的有效性;基于SAR图像特征的卷积神经网络分类需要进一步的发展。


针对这些问题,中科院空天信息研究院的王超、张红研究员团队构建了用于SAR图像自动检测的船舶切片数据集,并对船舶检测和分类进行了新的尝试。


不同分辨率船舶样本库示例 


该数据集以我国国产高分三号SAR数据和Sentinel-1 SAR数据为主数据源,共采用了102景高分三号和108景Sentinel-1 SAR图像构建高分辨率SAR船舶目标深度学习样本库。


该数据集中的船舶切片种类丰富,背景多样,适合多种SAR图像应用。目前,该深度学习样本库包含43819船舶切片,所有切片均是在SAR专家目视解译的基础上标记的。


数据集构建过程


目前该数据集已在GitHub上公开发布、免费共享。使用请引用:

Yuanyuan Wang, Chao Wang, Hong Zhang, Yingbo Dong, and Sisi Wei,A SAR Dataset of Ship Detection for Deep Learning under Complex Backgrounds,Remote Sens. 2019, 11(7), 765; doi:10.3390/rs11070765



数据集入口

https://github.com/CAESAR-Radi/SAR-Ship-Dataset?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg


图片来自网络

数据集GitHub网页截图



相关成果


基于RetinaNet和高分3号卫星图像的自动船舶探测方法

由于多分辨率成像模式及船舶吨位的变化,船舶的形状在SAR图像中是多尺度的。传统的船舶检测方法高度依赖于海杂波的统计模型或提取的特征,需要加强其鲁棒性。作为一种自动学习表示,文章使用RetinaNet深度学习检测器来克服这一障碍。


基于深度学习的小数据集高分辨率SAR图像船舶分类

文章在考虑SAR图像中的船舶特征的基础上,开展船舶分类。考虑到卷积神经网络提取特征逐层抽象,基于经典卷积神经网络中的VGG构建船舶分类模型;针对训练模型的小样本问题,使用参数微调的方式学习模型的参数;在相同的训练数据条件下,和其他卷积神经网络的分类性能进行了对比。



参考文献:

Yuanyuan Wang ,Chao Wang ,Hong Zhang ,Yingbo Dong and Sisi Wei,Automatic Ship Detection Based on RetinaNet Using Multi-Resolution Gaofen-3 Imagery[J]. Remote Sensing, 2019, 11(5): 531.


Yuanyuan Wang ,Chao Wang ,Hong Zhang , Ship Classification in High-Resolution SAR Images using Deep Learning of Small Datasets, Sensors 2018, 18(9), 2929;https://doi.org/10.3390/s18092929


Yuanyuan Wang,Chao Wang,Hong Zhang,Combining a single shot multibox detector with transfer learning for ship detection using sentinel-1 SAR images,Remote Sensing Letters 9(8):780-788 DOI: 10.1080/2150704X.2018.1475770


Yuanyuan Wang ,Chao Wang ,Hong Zhang ,Yingbo Dong and Sisi Wei,A SAR Dataset of Ship Detection for Deep Learning under Complex Backgrounds, Remote Sensing, 2019, 11(7), 765; https://doi.org/10.3390/rs11070765






学者介绍

王超,男,博士,中国科学院空天信息研究院研究员、博士生导师,中国科学院大学岗位教授。长期从事微波遥感领域研究与教学工作,在合成孔径雷达(SAR)图象处理与应用方面取得多项成果。主持国家自然科学基金委重点项目“高分辨率SAR散射机理与应用关键科学问题研究”、"大时空尺度SAR遥感地物信息智能处理机理与方法研究"。目前兴趣方向:SAR大数据智能处理与高性能计算。




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本文系《中国图象图形学报》独家稿件,

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编辑:狄狄

指导/审核:梧桐君


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