不同日照强度下的舰船目标识别

作     者：刘坤 米乐红 Liu Kun;Mi Lehong

作者机构：上海海事大学信息工程学院上海201306 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2021年第33卷第11期

页      面：1735-1745页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61803257) 航空科学基金(201955015001) 

主　　题：图像识别 日照变化 灰度直方图 贝叶斯超参数优化 深度学习 舰船识别 鲁棒特征损失函数 

摘      要：海面目标监测时,舰船目标的清晰度常随着不同的日照强度下海面光线反射强度而变化,不同的日照强度会导致舰船目标识别率不稳定,出现误判虚警率提高等问题.为此,提出基于ResNet-50的舰船目标识别算法.首先使用ResNet-50网络提取图像特征信息,并对日照强度变化前后的特征进行日照鲁棒损失约束,减小特征差异;然后采用灰度直方图计算特征统计矩的方法得到日照对比度、亮度、平滑度、信息量、三阶矩和熵6种特征,并生成新的特征向量对日照强度前后的特征再次进行日照鲁棒损失约束,削弱和约束日照变化前后亮度、对比度因素对特征的影响;最后将二者约束联合构成损失函数并进行训练,使用贝叶斯自适应超参数优化训练最佳权重.实验结果表明,针对舰船日照变化数据库的平均识别率达到90.47%,比改进前提高4.00%左右,对日照强度为25,65和80的舰船图像识别率分别提高3.14%,6.07%和16.41%,该算法对日照强度变化有着良好的约束作用,显著提升了识别率.