基于旋转等变卷积的航拍红外图像目标识别算法

作     者：肖锋 卢浩 张文娟 黄姝娟 焦雨林 卢昭廷 李照山 

作者机构：西安工业大学兵器科学与技术学院 西安工业大学计算机科学与工程学院 西安工业大学基础学院 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(62171361) 陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目(2021JM-440) 陕西省重点研发计划项目(2022GY-119) 

主　　题：低空航拍 红外图像 多角度目标识别 旋转等变卷积 

摘      要：为提高传统无人机红外目标识别算法对输入图像的旋转鲁棒性，提出一种具有旋转等变性的红外图像目标识别算法。参照可见光三通道结构，将红外图像扩张为三通道以丰富输入图像的细节及边缘信息；以旋转等变卷积F-Conv为基础，设计并实现能够高度保留图像旋转特征的标准旋转等变卷积FBL和旋转残差FSP模块，使得模型对图像及图像中目标旋转具有鲁棒性；加入SE注意力机制自适应地学习到每个通道的重要性，并且根据任务的需要加权调整特征图中的通道贡献，提取重要的特征信息并抑制不重要的特征信息。在APOPV数据集和SAS数据集上验证模型的性能，以基准模型YOLOv5s及常见轻量级目标识别任务所用模型YOLOv8s、NanoDet作为对照组模型。实验结果表明，所提算法的mAP能够提升2%～4%，且当输入图像具有不同角度的旋转时，识别精度和查全率均优于对照组模型。