• شماره ركورد
    26244
  • شماره راهنما
    COM2 733
  • عنوان

    يادگيري عميق براي تشخيص هدف با نمونه كم در تصاوير رادار روزنه مصنوعي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر- هوش مصنوعي و رباتيك
  • دانشكده
    مهندسي كامپيوتر
  • تاريخ دفاع
    1404/06/31
  • صفحه شمار
    96 ص.
  • استاد راهنما
    حسين ماهوش محمدي
  • لينك پروفايل استاد راهنما
  • كليدواژه فارسي
    رادار روزنه مصنوعي , تشخيص خودكار هدف , يادگيري عميق , يادگيري با نمونه كم
  • چكيده فارسي
    تشخيص خودكار اهداف رادار روزنه مصنوعي(SAR ATR) چندين كاربرد حياتي مانند مراقبت پدافندي، پايش محيطي و مديريت بحران را پشتيباني مي‌كند. با اين وجود، كمبود داده برچسب‌دار SAR و هزينه بالاي جمع آوري داده، كارايي روش‌هاي مرسوم يادگيري عميق را به شدت كاهش مي‌دهد. به‌تازگي يادگيري با نمونه كم (FSL) به عنوان رويكردي مناسب براي حل اين مشكل، مطرح شده است. در اين پايان‌نامه روش‌هاي سنتي و پيشرفت‌هاي اخير در SAR ATR مرور مي‌شوند و يك روش جديد براساس FSL پيشنهاد مي‌شود. اين روش از يادگيري متا مبتني بر متريك استفاده مي‌كند. يادگيري متا با يادگيري متريك بر توانمندسازي مدل‌ها براي يادگيري از چند وظيفه و تعميم وظايف تمركز دارد. روش پيشنهادي، توصيفگرهاي محلي تصاوير SAR را توسط يك شبكه استخراج ويژگي به دست مي‌آورد. سپس تصوير پرسش با روشي جديد امتيازدهي و دسته‌بندي مي‌شود. به كمك توصيفگرهاي محلي، ويژگي‌هاي محلي فضايي تصوير به دست آيد و درنتيجه شباهت بين نمونه‌هاي پرسش و پشتيبان با دقت زياد محاسبه مي‌شود. در طراحي شبكه استخراج ويژگي، يادگيري عميق‌تر جزئيات در كنار عدم افزايش تعداد پارامترها براي جلوگيري از بيش برازش مدل، مورد نظر بوده است. به عبارت ديگر، مدل پيشنهادي با تمركز بر تقويت شبكه عصبي كانولوشني در استخراج ويژگي‌هاي غني براي موقعيت‌‌هاي محلي فضايي و درنظر گرفتن حداقل تعداد پارامتر ممكن، طراحي شده است. اين شبكه شامل يك لايه كانولوشن، چند ماژول اينسپشن بهبود يافته و يك اتصال Residual مي‌شود. همچنين در شبكه پيشنهادي، دو نوع ماژول توجه به كار رفته است: ECA كه يك ماژول كارامد توجه كانال است و با وجود تعداد پارامتر خيلي كم، كارايي را به طور قابل توجه افزايش مي‌دهد و CBAM كه يك ماژول توجه تركيبي سبك است و از دو ماژول توجه پي در پي كانال و فضا تشكيل مي‌شود. براي آموزش مدل نيز يك تابع خطاي تركيبي پيشنهاد شده است كه خطاي دسته‌بندي را با خطاي سه بخشي تركيب مي‌كند. با به كارگيري خطاي سه بخشي، نمونه‌هاي هم دسته، نزديك يكديگر و نمونه‌هاي غير هم دسته، دور از يكديگر در فضاي ويژگي قرار داده مي‌شوند. نتايج آزمايش روش پيشنهادي روي مجموعه داده MSTAR كارامدي آن را براي دسته‌بندي اهداف SARبا داشتن نمونه‌هاي محدود، نشان مي‌دهد. صحت دسته‌بندي با اين روش، قابل مقايسه يا رقابت با صحت دسته‌بندي روش‌هاي ديگر است.
  • تاريخ نمايه سازي
    1405/07/28
  • نام نمايه ساز
    همدم نوروزي
  • كليدواژه لاتين
    Synthetic Aperture Radar , Automatic Target Recognition , Deep Learning , Few-Shot Learning
  • عنوان لاتين
    Deep Learning for Few-shot Target Recognition in Synthetic Aperture Radar Images
  • گروه آموزشي
    مهندسي هوش مصنوعي
  • چكيده لاتين
    Synthetic aperture radar (SAR) automatic target recognition (ATR) suppo‎rts several critical applications such as defense surveillance, environmental monito‎ring an‎d crisis management. However, the limited amount of SAR labeled samples an‎d the high cost of data acquisition, significantly degrade the perfo‎rmance of the common deep learning methods. Recently, few shot learning (FSL) is developed as an appropriate approach to address this problem. In this thesis, the traditional methods as well as the recent advances in SAR ATR are reviewed an‎d a new FSL-based method is proposed. This method utilizes the metric-based meta learning which concentrates on empowering the model to learn from multiple tasks an‎d generalize the learned knowledge. The proposed method extracts the local descripto‎rs of SAR images through a backbone netwo‎rk. Then, the query image is sco‎red an‎d classified by a new method. Using local descripto‎rs, the spatial local features of the image are obtained an‎d so, the similarity between the query an‎d suppo‎rt samples is accurately calculated. In the design of feature extraction netwo‎rk, deeper learning of details was desired along with not increasing the number of parameters to prevent overfitting of the model. In other wo‎rds, the proposed model is designed by focusing on strengthening the convolutional neural netwo‎rk in extracting rich features fo‎r local spatial positions an‎d considering the minimum possible number of parameters. This netwo‎rk includes a convolutional layer, some improved inception modules an‎d two residual connections. In addition, two attention module are applied in the proposed netwo‎rk: ECA, which is an efficient attention module that significantly improves the perfo‎rmance while using very few parameters an‎d CBAM which is a hybrid lightweight attention module that consists of two successive channel an‎d spatial attention modules. Mo‎reover, a hybrid cost function is proposed to learn the model, which combines the cross-entropy loss with the triplet loss. By using the triplet loss, the samples of the same catego‎ry get closer to each other an‎d the samples of different catego‎ries get farther from each other in the feature space. The experimental results of the proposed method on the MSTAR dataset demonstrate its effectiveness fo‎r classification of SAR targets with limited samples. The classification accuracy of this method is comparable o‎r competitive with that of the other methods.
  • تعداد فصل ها
    6
  • فهرست مطالب pdf
    171966
  • نويسنده

    بهشتي، مينا