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专利号: 2021100937974
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种像素级统计描述学习的SAR图像分类方法,其特征在于,包括:S1、将目标SAR图像输入SAR图像分类模型;

S2、SAR图像分类模型中的判别子网络提取目标SAR图像的像素级统计描述特征zps;步骤S2包括:S201、基于下式提取目标SAR图像的像素值均值μx和像素值标准差σx:式中,xi表示目标SAR图像的第i个像素点的像素值,n表示目标SAR图像的像素点个数;

S202、基于下式对μx和σx进行尺度和平移变换得到对应的特征zμ和zσ:zμ=wμμx+bμ

zσ=wσσx+bσ

式中,zμ∈V,zσ∈V,V为高维映射空间;wμ和bμ分别表示μx对应的尺度和平移变换向量,T Twμ=[wμ1,wμ2,...,wμD] ,bμ=[bμ1,bμ2,...,bμD] ,bμd和wμd分别表示μx的第d个值对应的尺度和平移变换参数,d=1,2,…,D,D表示μx的最大维度;wσ和bσ分别表示σx对应的尺度和平移T T变换参数,wσ=[wσ1,wσ2,...,wσD],bσ=[bσ1,bσ2,...,bσD],bσd和wσd分别表示σx的第d个值对应的尺度和平移变换参数;

S203、基于下式对zμ和zσ进行自适应优化与非线性处理,生成像素级统计描述特征zps:式中, ReLU(·)为修正线性激活单元函数, 和 分别表示zps对应的权值矩阵和偏置矢量, 表示M维线性空间, 表示M×2D维线性空间;

S3、SAR图像分类模型中的模式子网络提取目标SAR图像的结构模式描述特征zpa;模式子网络包括4个激活函数均为ReLU函数的卷积层,第k个卷积层的处理公式为:zk=H(Wkzk‑1+bk)

式中,zk表示第k个卷积层的输出,k=1,2,3,4,z0为目标SAR图像,H(·)表示ReLU激活映射和池化函数的复合函数,Wk和bk分别表示zk对应的权值矩阵和偏置矢量,zpa为结构模式描述特征;

S4、SAR图像分类模型中的融合模块将像素级统计描述特征zps和结构模式描述特征zpa融合得到目标SAR图像的图像描述特征z;

S5、SAR图像分类模型中的Softmax层基于图像描述特征生成目标SAR图像的分类结果。

2.如权利要求1所述的像素级统计描述学习的SAR图像分类方法,其特征在于,步骤S4中,基于下式将像素级统计描述特征zps和结构模式描述特征zpa融合得到目标SAR图像的图像描述特征z:z=ReLU(Wpszps+Wpazpa)

式中,ReLU(·)为修正线性激活单元函数,Wps和Wpa分别为zps和zpa对应的权值矩阵。

3.如权利要求1所述的像素级统计描述学习的SAR图像分类方法,其特征在于,还包括:S6、在每次SAR图像分类模型训练结束后,利用随机梯度下降算法对SAR图像分类模型的参数进行优化,优化目标为找到最小的平均损失函数。

4.如权利要求3所述的像素级统计描述学习的SAR图像分类方法,其特征在于,步骤S6中,基于下式进行模式子网络的参数优化:

式中,Xn'表示第n'个样本,yn'和 分别为Xn'的真实标签和估计标签, 为损失函数,式中,<·>和ln(·)分别表示内积和对数运算,Yn'表示真实标签yn'基于One‑Hot编码的标签矢量,an'表示Xn'经Softmax层后的输出矢量,Softmax层的第j个输出为 为:式中,zj为Softmax层的第j个输入,M表示Softmax层的输入个数;

模式子网络中第k层卷积的权重参数的更新公式如下:式中, 表示第i+1次优化后的第k层卷积的权重参数, 表示第i次优化后的第k层卷积的权重参数, 为损失函数相对于第k层卷积的权重参数的梯度,M表示训练样本的个数,η表示学习率。