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本发明公开了一种空中红外弱小目标检测方法、系统及计算机存储介质,方法包括:确定可学习候选框;生成目标图像中与可学习候选框对应的可学习候选特征;将目标图像输入骨干网络中,骨干网络采用加权双向循环特征金字塔网络,其包含可切换空洞卷积模块,骨干网络用于提取目标图像中不同分辨率的特征,并对提取的特征进行融合,获得融合特征;将可学习候选特征和融合特征输入动态检测模块,提取每个可学习候选框中的区域特征;对区域特征进行分类预测,获得检测结果。本发明采用加权双向循环特征金字塔网络,提高特征提取能力,并引入可切换空洞卷积,在较少图像信息丢失的情况下增大感受野,提高检测准确率。
The invention discloses a method, system and computer storage medium for detecting weak and small infrared targets in the air. The method includes : determining a learnable candidate frame; generating learnable candidate features corresponding to the learnable candidate frame in the target image; input the target image into the backbone network. The backbone network uses a weighted bidirectional cyclic feature pyramid network, which includes a switchable dilated convolution module. The backbone network is used to extract features of different resolutions in the target image and fuse the extracted features to obtain Fusion features; input the learnable candidate features and fusion features into the dynamic detection module, and extract the regional features in each learnable candidate box; classify and predict regional features to obtain detection results. According to the invention, a weighted bidirectional cyclic feature pyramid network is adopted, so that the feature extraction capability is improved; and switchable dilated convolution is introduced, so that the receptive field is increased under the condition of less image information loss, and the detection accuracy is improved
| 主分类号 |
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| IPC分类号 | |
| CPC分类号 |
| 代理机构 | 西安鼎迈知识产权代理事务所(普通合伙) 61263 |
| 代理人 | 刘喜保 |
| 申请语言 | 汉语 |
| 审查员 | 白雪慧 |
1.一种空中红外弱小目标检测方法,其特征在于,包括:
确定可学习候选框:选定一组可学习候选框以替代RPN预测的感兴趣区域;
生成目标图像中与所述可学习候选框对应的可学习候选特征;
将所述目标图像输入骨干网络中,所述骨干网络采用加权双向循环特征金字塔网络,其包含可切换空洞卷积模块,所述骨干网络用于提取所述目标图像中不同分辨率的特征,并对提取的特征进行融合,获得融合特征;所述可切换空洞卷积模块中的卷积操作表示为yout=Conv(x ,w ,r),其中x表示输入特征,w表示权重,与特征金字塔结构中使用的权重值保持一致,完整的可切换空洞卷积模块表示如下:其中,变换函数S(x)由一个5×5的平均池化层和一个1×1的卷积层构成,空洞率r默认设置为3,
和
采用锁定机制共享权重w,对于空洞率为r的卷积层增加额外的可训练权重
;
将所述可学习候选特征和融合特征输入动态检测模块,提取每个可学习候选框中的区域特征;
对所述区域特征进行分类预测,获得检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种空中红外弱小目标检测方法,其特征在于,在将所述目标图像输入骨干网络之前,还对所述骨干网络进行训练。
3.根据权利要求2所述的一种空中红外弱小目标检测方法,其特征在于,所述对所述骨干网络进行训练,包括:
将训练图像输入所述骨干网络,获得特征提取结果;
根据所述特征提取结果采用反向传播算法对所述骨干网络的参数进行更新。
4.根据权利要求1所述的一种空中红外弱小目标检测方法,其特征在于,所述骨干网络采用快速归一化融合方式对提取的特征进行融合。
5.根据权利要求1所述的一种空中红外弱小目标检测方法,其特征在于,所述骨干网络在每次采用可切换空洞卷积模块对提取的特征进行卷积处理后,还进行标准归一化操作。
6.一种空中红外弱小目标检测系统,其特征在于,包括:
候选框选取模块,用于确定可学习候选框:选定一组可学习候选框以替代RPN预测的感兴趣区域;
候选特征生成模块,用于生成目标图像中与所述可学习候选框对应的可学习候选特征;
骨干网络,采用加权双向循环特征金字塔网络,其包含可切换空洞卷积模块,所述骨干网络用于提取所述目标图像中不同分辨率的特征,并对提取的特征进行融合,获得融合特征;所述可切换空洞卷积模块中的卷积操作表示为yout=Conv(x ,w ,r),其中x表示输入特征,w表示权重,与特征金字塔结构中使用的权重值保持一致,完整的可切换空洞卷积模块表示如下:其中,变换函数S(x)由一个5×5的平均池化层和一个1×1的卷积层构成,空洞率r默认设置为3,
和
采用锁定机制共享权重w,对于空洞率为r的卷积层增加额外的可训练权重
;
动态检测模块,用于提取所述可学习候选特征和融合特征中每个可学习候选框中的区域特征,并对所述区域特征进行分类预测,获得检测结果。
7.根据权利要求6所述的一种空中红外弱小目标检测系统,其特征在于,所述可切换空洞卷积模块包括可切换空洞卷积组件和两个全局上下文模块,两个所述全局上下文模块分别位于所述可切换空洞卷积组件的前部和后部。
8.根据权利要求7所述的一种空中红外弱小目标检测系统,其特征在于,所述可切换空洞卷积组件由在普通卷积中添加多个0形成。
9.根据权利要求6所述的一种空中红外弱小目标检测系统,其特征在于,所述动态检测模块的数量为多个,多个所述动态检测模块利用ROI Align操作分别提取所述可学习候选特征和融合特征中每个可学习候选框中的区域特征,在提取得到所述区域特征后,所述动态检测模块还将所述区域特征进行交互,以过滤掉无效的特征块,输出目标特征,然后采用感知机对所述目标特征进行回归预测,最后采用全连接层对回归预测的结果进行分类预测。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质中存储有多条计算机指令,所述多条计算机指令用于使计算机执行权利要求1‑5任一项所述的方法。
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