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特征图知识蒸馏引导的轻量化任意方向SAR舰船目标检测器

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基于有向边界框的合成孔径雷达(SAR)舰船目标检测器能输出精准的边界框,但仍存在模型计算复杂度高、推理速度慢、存储消耗大等问题,导致其难以在星载平台上部署.基于此该文提出了结合特征图和检测头分支知识蒸馏的无锚框轻量化旋转检测方法.首先,结合目标的长宽比和方向角信息提出改进高斯核,使生成的热度图能更好地刻画目标形状.然后在检测器预测头部引入前景区域增强分支,使网络更关注前景特征且抑制背景杂波的干扰.在训练轻量化网络时,将像素点间的相似度构建为热度图蒸馏知识.为解决特征蒸馏中正负样本不平衡问题,将前景注意力区域作为掩模引导网络蒸馏与目标相关的特征.另外,该文提出全局语义模块对像素进行上下文信息建模,能够结合背景知识加强目标精确表征.基于HRSID数据集的实验结果表明所提方法在模型参数仅有9.07 M的轻量化条件下,mAP能达到80.71％,且检测帧率满足实时应用需求.
A Lightweight, Arbitrary-oriented SAR Ship Detector via Feature Map-based Knowledge Distillation

陈诗琪、王威、占荣辉、张军、刘盛启

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国防科技大学自动目标识别重点实验室 长沙 410073

合成孔径雷达舰船目标检测 轻量化旋转框检测 改进高斯核 前景区域增强 知识蒸馏

国家自然科学基金湖南省科技创新计划中国博士后科学基金

619015002020RC20442020TQ0082

2023

10.12000/JR21209

雷达学报
中国科学院电子学研究所 中国雷达行业协会

雷达学报

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：0.667
ISSN：2095-283X
年,卷(期)：2023.12(1)
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