高分辨率SAR图像目标认知模型及高效算法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61331020
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    245.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0113.信息获取与处理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Comparing to the rapid development of synthetic aperture radar (SAR) technology itself, there is still no revolutionary breakthrough in application mechanism and processing methods for quantitative extraction and precise interpretation of the electromagnetic information embedded in SAR image or SAR signal, and thus there are still many problems in accurate judge of ground environment and target characteristics. In the current application areas, it basically starts from the image structure and texture features and uses the image processing method to carry out the identification of ground surface change and target characteristics. From SAR imaging principle, the project investigates the electromagnetic information of volume target, and the interaction mechanisms between volume targets and their various background environments. It also investigates the combined effects of the synthetic imaging process to the extraction of the electromagnetic scattering information of ground surface target features. Based on the above research results, new models and methods are then developed dedicated to cognize ground surface target. Finally, an application-driven, proof of concept system, using advanced mode, high-resolution SAR data to cognize target, is developed. Experiments are carried out to validate its application performance in cognizing targets at various environments. Through the project, it could innovate new ways for SAR data application, make a breakthrough in target cognition principles and methods of high-resolution SAR, achieve a substantial increase in SAR practical application effectiveness.
与合成孔径雷达(SAR)成像技术本身快速发展比较,SAR图像或SAR信号所包含的目标特征电磁信息的量化提取、精准解译从而对地物场景和目标特性的准确判断,在应用机理和处理方法上仍然没有革命性的突破。在可见的应用领域中基本上还是从图像结构和纹理特征入手,借用图像处理的方法,开展对地物变化和目标的识别。本项目将从SAR成像原理出发,深入研究体目标特征电磁信息及其与场景环境相互作用机理,研究合成成像过程对地物目标电磁散射信息的综合影响,发展高分辨率SAR一体化的信号处理模式及特征信息精准提取方法,构建SAR地物目标认知的新模型、新方法,最后通过搭建应用驱动的新体制高分辨率SAR目标认知演示验证系统,演示验证不同场景下目标识别应用效能。本项目的研究,将创新SAR应用的新途径,实现高分辨率SAR目标认知在原理和方法上的突破,大幅提高SAR的实用效益。

结项摘要

本项目针对传统借鉴光学图像处理方式的SAR目标认知解译模型的不足,将认知解译工作向SAR特殊成像机理端推进,在充分考虑SAR成像机理和特殊表征方式、融合人工智能方法的基础上构建目标解译模型,将目标与环境电磁散射机理、SAR固有特征获取、目标认知解译模型贯穿为有机整体,推动SAR目标认知解译理论与方法的发展。取得的重要结果和关键数据如下:.1)在目标与环境电磁散射机理与方法方面,完成了海面几何建模、舰船尾迹、地物散射建模,分别提出了基于面元生长的隐藏面快速(秒级)消除算法、基于osgEarth的三维可视化方法,基于BART算法和MPA算法实现了飞机、坦克、船只等单一体目标场景以及百万平方公里级复杂场景的SAR图像仿真,并形成了相应的软件。.2)在SAR信息提取一体化特征获取方面,围绕7类特征(大斜视成像、小入射角成像、多角度特征增强、体目标特征提取、目标稀疏特征表达、目标运动参数提取、目标图像级分辨率评估)的精确获取开展了创新研究工作,通过特征提取算法的创新,实现了大斜视二维和三维成像、典型目标多角度特征增强、稀疏特征优化表征、目标运动信息提取、图像分辨能力客观估计等,促进了SAR目标特征的理解,提升了SAR目标特征提取的多样性。.3)在SAR目标认知模型与图像解译方面,围绕4类目标(海上目标、车辆目标、建筑目标、地物目标)开展了认知解译开展研究。将深度学习算法引入至认知模型的构建中,并采取了针对SAR特点的适应性改造,提出了17种解译模型,提升了海上目标、车辆目标、建筑目标、地物目标的认知解译精度。.4)在目标认知真实性检验方面,构建了基于仿真数据、实验室成像系统数据、机载SAR数据、星载SAR数据的验证数据集,开展了认知雷达系统设计,并对本项目提出的算法开展了验证。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(35)
专利数量(1)
Target Classification Using the Deep Convolutional Networks for SAR Images
使用深度卷积网络对 SAR 图像进行目标分类
  • DOI:
    10.1109/tgrs.2016.2551720
  • 发表时间:
    2016-08-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Chen, Sizhe;Wang, Haipeng;Jin, Ya-Qiu
  • 通讯作者:
    Jin, Ya-Qiu
基于深度学习算法的极化合成孔径雷达通用分类器设计
  • DOI:
    10.19328/j.cnki.1006-1630.2018.03.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    上海航天
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李索;张支勉;王海鹏
  • 通讯作者:
    王海鹏
基于数值散射模拟与模型匹配的SAR自动目标识别研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    雷达学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周雨;王海鹏;陈思喆
  • 通讯作者:
    陈思喆
Automatic Recognition of Isolated Buildings on Single-Aspect SAR Image Using Range Detector
使用距离检测器自动识别单方面 SAR 图像上的孤立建筑物
  • DOI:
    10.1109/lgrs.2014.2327125
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Shanshan Chen;Haipeng Wang;Feng Xu;Yaqiu Jin
  • 通讯作者:
    Yaqiu Jin
深度学习在SAR目标识别与地物分类中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    雷达学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐丰;王海鹏;金亚秋
  • 通讯作者:
    金亚秋

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其他文献

Environmental behaviors of phenolic acids dominated theirrhizodeposition in boreal poplar plantation forest soils
北杨人工林土壤中酚酸的环境行为主导其根际沉积
  • DOI:
    10.1007/s11368-016-1375-8
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of soil and sediments
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王延平;李传荣;王清奎;王华田;段宝利;张光灿
  • 通讯作者:
    张光灿
Photosynthetic CO2 response to soil water and its simulation using different response models in leaves of two species
两种植物叶片光合CO2对土壤水的响应及其不同响应模型的模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Photosynthetica
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    吴芹;张涛;李传荣;张光灿
  • 通讯作者:
    张光灿
杨树人工林细根数量和形态特征的季节动态及代际差异
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王延平;许坛;朱婉芮;汪其同;刘梦玲;王华田;李传荣;董玉峰
  • 通讯作者:
    董玉峰
酚酸和氮素交互作用下欧美杨107细根形态特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    植物生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王华田;王延平;张光灿;李传荣
  • 通讯作者:
    李传荣
黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的根系形态及生长特征
  • DOI:
    10.5846/stxb202007081779
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙佳;夏江宝;董波涛;高芳磊;陈萍;赵万里;李传荣
  • 通讯作者:
    李传荣

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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