利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2025106177751
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种针对南极海域合成孔径雷达图像的冰山检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)获取南极海域SAR图像数据,筛选纬度为40°S‑90°S的Level‑1 SLC产品,数据模式为Wave Mode,极化方式包括HH和VV;SAR数据预处理包括:归一化处理雷达截面σ0计算公式为:;

其中DN表示雷达接收的原始信号强度,K表示校准常数;对标注数据集按比例随机划分为训练集、验证集和测试集;

(2)对SAR图像进行人工标注,结合地理位置信息、形状及纹理特征进行目视解译,生成COCO格式的南极冰山标记数据集; 人工标注包括:基于合成孔径雷达SAR遥感影像,沿冰山轮廓绘制像素级边界框,确保覆盖冰山主体及边缘碎冰区;结合雷达散射、纹理和形状排除虚警目标;

(3)构建级联卷积神经网络模型IB‑Detector,包括:分类模型:由Stem层、Inception层和全连接层组成,其中Inception层采用多组并行不同尺寸卷积核的Inception模块,用于提取多尺度特征;检测模型:由主干层、颈部层和头部层组成,主干层包含C3k2模块,颈部层融合多尺度特征,头部层集成CBAM注意力机制,结合通道与空间注意力提升检测精度;使用标记数据集训练级联模型,将分类模型输出作为检测模型输入;包括以下步骤:步骤3.1: 分类模型,其输入到输出的完整流程如下:输入层尺寸299×299×3首先经过Stem主干结构由多层3×3卷积与池化操作组成,逐步降维至35×35×192特征图,随后进入3组Inception‑A模块通过多分支并行卷积重复堆叠3次,将通道数扩展至256,在此之后连接第一个辅助分类器位于第11层后;接着通过5组Inception‑B模块采用非对称分解卷积技术重复处理5次,通道数提升至512,并接入第二个辅助分类器位于第17层后;之后进入2组Inception‑C模块进一步融合多尺度特征,通道数扩展至1280,最后经全局平均池化层将特征压缩为1×1×2048维度、Dropout层防止过拟合及全连接分类层输出Softmax概率;整个过程通过模块化堆叠、多尺度特征融合与辅助分类监督实现高效的图像分类任务;

步骤3.2: 检测模型,输入为分类模型输出的类别图像,整体结构依次为:Backbone主干网络以多阶段下采样与特征强化为核心,首先通过两层步长为2的3×3卷积通道64→128快速实现4倍下采样,随后堆叠2次C3k2模块通道256提取中级特征并进一步下采样至P3/8;

继续通过C3k2模块通道512和卷积下采样生成P4/16与P5/32深层特征,并在P5后引入CBAM注意力模块重复2次,增强全局上下文感知;Head检测头采用双向特征融合策略,先对P5上采样并与P4拼接,经C3k2模块通道512→256细化生成P3/8小目标特征,再对P3下采样后与P4、P5特征逐级拼接,通过C3k2模块通道512→1024优化中/大目标检测层,最终由Detect层整合P3‑P5多尺度特征,输出检测结果;

(4)利用测试集评估模型性能,输出冰山位置、轮廓及面积信息。

2.一种用于实现权利要求1所述方法的系统,其特征在于,包括:

数据采集模块,用于筛选并预处理南极海域Wave Mode SAR数据;

标注模块,用于生成COCO格式的冰山标记数据集;

级联模型训练模块,用于联合优化分类模型与检测模型;

评估模块,用于输出检测结果的精确率、召回率及F1分数。

3.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述方法的步骤。

4.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1所述方法的步骤。