基于改进的半监督阶梯网络SAR 图像识别
2021-01-30高春永柏业超
高春永,柏业超,王 琼
(南京大学电子科学与工程学院,南京,210093)
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时、大幅宽、高分辨等多种优点,并有一定的地表穿透能力,SAR 图像被广泛应用到海洋监测、环境检测、灾害检测和军事等方面[1-2],因其可发挥其他遥感方式不具备的独特优势,越来越受到世界各国的重视.
SAR 图像目标识别是分析和解译SAR 图像的重要环节,主要包括图像数据预处理、特征提取以及分类器的设计.SAR 图像存在大量的相干斑噪声,严重影响SAR 的图像质量,给后续的图像目标识别带来巨大的挑战.预处理是在尽可能保留图像的原始信息的同时,对图像进行滤波和去噪[3];特征提取的目的是从每个图像中提取具有鉴别性的特征,将提取的特征输入已经训练好的分类器进行分类识别.传统SAR 图像特征提取方法是提取图像的高维特征输入训练好的分类器中,而降维方法主要包括线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)[4]、主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)[4]、t分布随机邻域嵌入算法(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)[5]等,分类器有支持向量机[6]、随机森林[7]、K 最近邻域[8]以及决策树[9]等.随着深度学习的不断发展与应用,将深度学习应用到图像识别分类成为一大热点.深度学习分有监督学习、半监督学习和无监督学习.监督学习的图像样本是带有标签的数据,根据训练的结果调解分类器.目前主流的监督学习算法是卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)[10-12],它将二维图像作为网络的输入,经过卷积层、池化层及全连接层等操作后,自动从图像中提取抽象的……
