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Dense RFB和LSTM遥感图像舰船目标检测

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遥感学报 2022年第9期26卷 1859-1871页

作者：张涛杨小冈卢孝强卢瑞涛张胜修火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068

针对当前遥感图像舰船目标检测精度不佳问题,本文构建舰船目标数据集STAR,提出基于Dense RFB和LSTM多尺度舰船目标检测算法。该算法首先在SSD网络基础上设计了浅层特征增强模块,基于人眼视点图采用Dense RFB特征复用和膨胀卷积增大感受... 详细信息

针对当前遥感图像舰船目标检测精度不佳问题,本文构建舰船目标数据集STAR,提出基于Dense RFB和LSTM多尺度舰船目标检测算法。该算法首先在SSD网络基础上设计了浅层特征增强模块,基于人眼视点图采用Dense RFB特征复用和膨胀卷积增大感受野的尺度和种类,增强浅层网络对细节特征的提取能力;其次设计了深层多尺度特征金字塔融合模块,采用FPN和LSTM思想,基于反卷积和残差网络对深层不同尺度特征进行融合,增强网络结构非线性和特征层的表征能力;最后加入聚焦分类损失函数进行联合训练,有效避免了正负样本失衡问题。在遥感图像舰船数据集上实验,本文所提舰船目标检测算法精度均值达到81.98%,检测速度达到29.6帧/s。此外,遥感图像中成像模糊、被遮挡、部分被裁剪等舰船目标的检测效果也优于原有经典算法,实验结果表明该算法对遥感图像舰船目标检测的泛化能力较强,有效地提高了遥感图像舰船目标检测的精度。

关键词：舰船目标检测 Dense RFB 特征金字塔 LSTM 多尺度特征

“超高速流场条件下红外探测与识别技术”专栏序言

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红外与激光工程 2022年第4期51卷 I0004-I0005页

作者：杨小冈李云松卢孝强火箭军工程大学某教研室某部精确制导技术创新工作站西安电子科技大学通信工程学院中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室

超高速流场条件下红外探测与识别技术是高超声速飞行器制导控制的关键技术,依靠高超声速飞行器搭载的红外探测器,在高温、高速、高动态条件下,实现对目标的可靠探测和精确识别。该技术对增强高超声速武器系统的整体作战能力、确保信息... 详细信息

超高速流场条件下红外探测与识别技术是高超声速飞行器制导控制的关键技术,依靠高超声速飞行器搭载的红外探测器,在高温、高速、高动态条件下,实现对目标的可靠探测和精确识别。该技术对增强高超声速武器系统的整体作战能力、确保信息化局部战场上的精确打击优势具有重要意义,已成为国家“十四五”极为重要的研究课题。为了促进相关人员在该技术及其应用领域中交流最新成果。

关键词：红外探测器高速流场整体作战能力高超声速飞行器探测与识别制导控制信息化应用领域

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基于多模型协同的船舰目标检测

航空学报 2024年

作者：肖欣林施伟超郑向涛高跃明卢孝强福州大学物理与信息工程学院

随着遥感成像技术的不断进步，遥感图像的船舰目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段，对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而，由于船舰目标尺度差异大、背景复杂等问题，现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据，... 详细信息

随着遥感成像技术的不断进步，遥感图像的船舰目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段，对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而，由于船舰目标尺度差异大、背景复杂等问题，现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据，无法适应尺度多变的舰船目标。本文提出了一种多模型协同训练的框架，利用多个已训练好的舰船检测模型作为辅助网络，通过知识迁移的方式辅助优化目标数据的主网络。首先，通过三元关系约束建立辅助网络与主网络间的分布知识传递，其次，采用软标签引导策略整合辅助网络中的标签知识，提高船舶检测的准确性。实验结果表明，相较于现有主流方法，本文所提出的方法在DOTA和x View数据集上展示了较好的性能，克服了单一模型的局限性，为遥感图像的目标检测提供了新的解决思路。

关键词：舰船识别目标检测多尺度表达多模型协同知识融合

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基于乘性正则化的有限角度CT重建算法

光学学报 2010年第5期30卷 1285-1290页

作者：卢孝强孙怡大连理工大学电子与信息工程学院辽宁大连116023

计算机层析(CT)扫描过程中,为了加快速度,同时减少X射线对人体的伤害,在有限角度下采样少量的投影数据进行不完全数据重建就显得非常重要。基于总变分最小化的图像迭代重建算法,能够较好地应用于有限角度CT重建,然而,其最小化函数的权... 详细信息

计算机层析(CT)扫描过程中,为了加快速度,同时减少X射线对人体的伤害,在有限角度下采样少量的投影数据进行不完全数据重建就显得非常重要。基于总变分最小化的图像迭代重建算法,能够较好地应用于有限角度CT重建,然而,其最小化函数的权值参数必须通过大量的实验观察比较才能被确定。即便这样,得到的参数往往也不是最优的。为此,引入了一种基于乘性正则化的迭代重建算法,将总变分函数作为最小化函数的一个因子,在具有总变分方法优点的同时,能够在迭代过程中自适应地调整正则化参数。仿真实验验证了该算法的有效性。

关键词： X射线光学图像重建乘性正则化有限角度CT

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基于演化计算的偏微分方程反问题的研究

基于演化计算的偏微分方程反问题的研究

作者：卢孝强武汉理工大学

学位级别：硕士

众所周知，在物理学，力学和工程技术问题的研究中，发现许多问题可以用偏微分方程描述。由于它具有紧密地，直接地联系着许多自然现象的特点，所以随着科学技术的发展，它一方面从其他科学技术中吸取新方法，不断地丰富更新它的研究内... 详细信息

众所周知，在物理学，力学和工程技术问题的研究中，发现许多问题可以用偏微分方程描述。由于它具有紧密地，直接地联系着许多自然现象的特点，所以随着科学技术的发展，它一方面从其他科学技术中吸取新方法，不断地丰富更新它的研究内容，另一方面，也促进了许多相关数学分支的发展。最近20年来有关偏微分方程反问题的研究，从理论到方法上虽然取得了重大进展，提出了不少有效的数值方法。但是这些方法要求知道原问题的数学表达式并进行解析运算，而且有些原问题是很复杂，以至于实际上不可能对它进行任何解析运算。演化计算是基于生物演化思想而发展起来的一种通用的问题求解方法。它采用简单的编码技术来表示各种复杂的结构，并通过对一组编码表示进行简单的遗传操作和优胜劣汰的自然选择来指导学习和确定搜索的方向。它采用种群的方式组织搜索，这使得它可以同时来搜索解空间内的区域，而且用种群组织搜索的方式使得演化算法特别适合大规模并行。在赋予演化计算自组织，自适应，自学习等特征的同时，优胜劣汰的自然选择和简单的遗产操作使演化计算具有不受其搜索限制性条件的约束及不需要其他辅助的特点。这些崭新的特点使得演化算法不仅能获得较高的效率而且具有简单，易得操作和通用的特性，具有普遍性和对问题复杂性不敏感。本文主要介绍了偏微分方程反问题基本理论和和它的一些常规解法，由于它的不适定性，我们需要对它进行正则化，并阐述了解决不适定性的基本理论和方法。由于常规数值方法解决偏微分方程问题容易陷入局部最优解并带来复杂数值计算(例如用PST需求Green函数)问题。所以我们把演化计算用到反问题中，因为演化计算可以解决避免陷入局部最优解而且它天生具有内在并行性，特别适合异步并行计算，在本文中分别用GA和GP来运用到偏微分方程反问题中，在第三章用遗传算法反演一维偏微分方程间断系数并用分片H-拟范数正则化来解决间断系数的识别问题，在第四章用遗传程序设计反演一维偏微分方程系数的模型和用有限元来离散求解偏微分方程，在第五章分别用遗传程序设计反演二维偏微分方程右端函数模型和超松弛法来求解差分方程，遗传程序设计反演二维偏微分方程右端函数模型和交替方向隐式格式法来求解差分方程并通过实验来验证它们的效果。在求解这些偏微分方程连续系数反演或右端连一一一卫1里鱼立二大一至」夔里匕崖匕位止透二立一一一一续函数的适应值评价中，我们都采用H’一范数正则化来解决连续参数的识别问题。

关键词：演化计算偏微分方程反问题正则化有限元法超松弛法交替方向隐式格式法

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一种偏微分方程间断点的反演方法

数学杂志 2009年第5期29卷 671-674页

作者：叶人珍卢孝强华中农业大学信息与计算科学系湖北武汉430070 乐山师范学院数学系四川乐山614004

本文研究了一种抛物型方程间断参数的识别问题.利用未知间断点作为反演点和遗传算法优化参数,获得了间断点和反演解.数值实验结果表明反演解和真实解非常接近.

关键词：遗传算法参数识别反问题间断点

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自外而内的单幅图像超分辨率复原算法

光学学报 2017年第3期37卷 57-63页

作者：郑向涛袁媛卢孝强中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室光学影像分析与学习中心陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

单幅图像超分辨率(SR)复原是一个病态逆问题,需要利用图像的先验知识进行正则化约束。提出了一种同时考虑外在样例和内在自相似性的单幅图像SR复原算法,其中外在先验知识是通过卷积神经网络从外在低分辨率-高分辨率图像对学习得到的,而... 详细信息

单幅图像超分辨率(SR)复原是一个病态逆问题,需要利用图像的先验知识进行正则化约束。提出了一种同时考虑外在样例和内在自相似性的单幅图像SR复原算法,其中外在先验知识是通过卷积神经网络从外在低分辨率-高分辨率图像对学习得到的,而内在先验约束由聚类和低秩近似实现。实验结果表明,本方法在复原效果和稳健性方面优于已有方法。

关键词：图像处理超分辨率样例学习深度卷积网络自相似

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跨域遥感场景解译研究进展

中国图象图形学报 2024年第6期 1730-1746页

作者：郑向涛肖欣林陈秀妹卢宛萱刘小煜卢孝强福州大学物理与信息工程学院中国科学院空天信息创新研究院

遥感对地观测中普遍存在多平台、多传感器和多角度的多源数据，为遥感场景解译提供协同互补信息。然而，现有的场景解译方法需要根据不同遥感场景数据训练模型，或者对测试数据标准化以适应现有模型，训练成本高、响应周期长，已无法适... 详细信息

遥感对地观测中普遍存在多平台、多传感器和多角度的多源数据，为遥感场景解译提供协同互补信息。然而，现有的场景解译方法需要根据不同遥感场景数据训练模型，或者对测试数据标准化以适应现有模型，训练成本高、响应周期长，已无法适应多源数据协同解译的新阶段。跨域遥感场景解译将已训练的老模型迁移到新的应用场景，通过模型复用以适应不同场景变化，利用已有领域的知识来解决未知领域问题。本文以跨域遥感场景解译为主线，综合分析国内外文献，结合场景识别和目标识别两个典型任务，论述国内外研究现状、前沿热点和未来趋势，梳理总结跨域遥感场景解译的常用数据集和统一的实验设置。本文实验数据集及检测结果的公开链接为：https://***/XiangtaoZheng/CDRSSI。

关键词：跨域遥感场景解译分布外泛化模型泛化多样性数据集迁移学习自适应算法

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有限角度CT重建方法

航空制造技术 2011年第21期54卷 76-78,82页

作者：李镜卢孝强孙怡大连理工大学信息与通信学院西安光学与精密仪器研究所

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)技术已经被广泛应用于医学诊断、工业无损探伤以及安全检查等领域。然而在实际应用中,很多情况下并不能采集到完全角度下的投影数据,例如成像系统设计的限制等。利用有限角度下的投影数据进... 详细信息

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)技术已经被广泛应用于医学诊断、工业无损探伤以及安全检查等领域。然而在实际应用中,很多情况下并不能采集到完全角度下的投影数据,例如成像系统设计的限制等。利用有限角度下的投影数据进行图像重建被称为X射线成像有限角度重建。本文介绍了两种有限角度CT迭代重建方法,并对其重建结果进行了比较和评价。

关键词： X射线图像重建