1.一种基于双路胶囊网络的SAR目标分类方法,其特征在于,该方法的步骤包括:步骤S1:网络上支路利用S个卷积层对输入图像提取特征F1,各层卷积核大小均为K1×K1,其中,K1和S为大于1的正整数;网络下支路利用S个卷积层对输入图像提取特征F2,各层卷积核大小均为K2×K2,其中,K2为大于1的正整数,且K2≠K1;
步骤S2:网络上、下支路各采用一个注意力模块分别对特征F1和F2进行增强,得到增强后的特征F1′和F2′;
步骤S3:网络上、下支路的特征F1′和F2′分别封装为主胶囊P1和P2;
步骤S4:P1和P2经动态路由分别得到数字胶囊D1和D2;
步骤S5:数字胶囊D1和D2相加得到D,再根据D中每个向量的模值判别输入图像所属类别。
2.根据权利要求1所述的双路胶囊网络的SAR目标分类方法,其特征在于,网络上、下支路各采用一个注意力模块分别对特征F1和F2进行增强的步骤如下:步骤S21:一个注意力模块包括通道注意力模块和空间注意力模块,分别用于关注不同通道特征图的信息和特征图的不同空间位置信息。由于网络上、下支路采用的注意力模块相同,因此可假设注意力模块的输入特征为 即F代表上支路特征F1或下支路特征F2,H,W和C分别表示特征的高度、宽度和通道深度。
在通道注意力模块中,将输入特征表示为F=[f1,f2,…,fk,…,fC],其中为任意的第k通道特征图。接下来,将任意的输入特征图fk在空间维度H×W上进行全局平均池化得到Ek,即
其中,fk(i,j)表示特征图fk在坐标位置(i,j)上的数值。将所有通道的全局平均池化结果组成张量E,即E=[E1,E2,…,Ek,…,EC]。显然,然后,将计算得到的张量E通过两个全连接层转换为张量S,S=σ(W2δ(W1E))
其中,δ和σ均表示非线性激活函数。两个全连接层是为了限制模型的复杂度,其中,第一个全连接层的权重参数为 其中,r为大于1的正整数;第二个全连接层的权重参数为 由此可知 记S为[s1,s2,…,sk,…,sC]。
最后,采用张量S对特征F进行加权,得到通道注意力模块的输出为 即Xca=[x1,x2,…,xk,…,xC]。其中,Xca的第k个元素 的计算公式为,xk=sk·fk
步骤S22:在空间注意力模块中,将输入特征表示为其中fi,j表示坐标位置(i,j)处所有通道
的特征值构成的矢量。接下来,对fi,j的所有元素求均值,得到通道压缩值ui,j为,其中,fi,j(k)表示fi,j在第k个通道上的值。
然后,采用非线性激活函数对任意坐标位置(i,j)处的通道压缩值ui,j进行处理,并用它对(i,j)处的fi,j进行加权,得到xi,j为,xi,j=σ(ui,j)·fi,j
显然,
最后,将所有坐标位置处得到的加权值组成张量得到Xsa,即显然,
步骤S23:将通道注意力模块中的结果Xca和空间注意力模块中的结果Xsa相加,得到注意力模块的最终输出F′,F′=Xca+Xsa
当F取上支路特征F1时,F′表示上支路增强后的特征F1′;当F取下支路特征F2时,F′表示下支路增强后的特征F2′。
3.根据权利要求1所述的双路胶囊网络的SAR目标分类方法,其特征在于,数字胶囊D1和D2相加得到D,再求D中每个向量的模值判别输入图像所属类别的步骤如下:步骤S51:将上支路的数字胶囊D1和下支路的数字胶囊D2进行相加得到最终的数字胶囊D,D=D1+D2
其中,D=[d1,d2,…,dn,…dN](n=1,2,…,N),dn为第n个向量,N为目标的类别数。
步骤S52:对任意的dn求模长|dn|,模长值最大的向量的下标即为输入图像所属的类别。