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密集子区域切割的任意方向舰船快速检测

Fast detection algorithm for ship in arbitrary direction with dense subregion cutting

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目的 遥感图像上任意方向舰船目标的检测,是给出舰船在图像上的最小外切矩形边界框.基于双阶段深度网络的任意方向舰船检测算法速度较慢;基于单阶段深度网络的任意方向舰船检测算法速度较快,但由于舰船具有较大长宽比的形态特点,导致虚警率较高.为了降低单阶段目标检测的虚警率,进一步提升检测速度,针对舰船目标的形态特点,提出了基于密集子区域切割的快速检测算法.方法 沿长轴方向,将舰船整体密集切割为若干个包含在正方形标注框内的局部子区域,确保标注框内最佳的子区域面积有效占比,保证核心检测网络的泛化能力;以子区域为检测目标,训练核心网络,在训练过程对重叠子区域进行整合;基于子图分割将检测得到的子区域进行合并,进而估计方向角度等关键舰船目标参数.其中采用子区域合并后处理替代了非极大值抑制后处理,保证了检测速度.结果 在HRSC2016(high resolution ship collections)实测数据集上,与最新的改进YOLOv3(you only look once)、RRCNN (rotated region convolutional neural network)、RRPN(rotation region proposal networks)、R-DFPN-3 (rotation dense feature pyramid network)和R-DFPN-4等5种算法进行了比较,相较于检测精度最高的R-DFPN-4对照算法,本文算法的mAP(mean average precision)(IOU(inter section over union)=0.5)值提高了1.9％,平均耗时降低了57.9％;相较于检测速度最快的改进YOLOv3对照算法,本文算法的mAP (IOU =0.5)值提高了3.6％,平均耗时降低了31.4％.结论 本文所提出的任意方向舰船检测算法,结合了舰船目标的形态特点,在检测精度与检测速度均优于当前主流任意方向舰船检测算法,检测速度有明显提升.

陈华杰、吴栋、谷雨

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杭州电子科技大学通信信息传输与融合技术国防重点学科实验室,杭州310018

任意方向舰船检测 密集子区域切割 子图分割 子区域合并 快速检测

国防基础科研项目国防科技重点实验室基金省级重点研发项目

JCKY2018415C00461428041804072019C0505

2021

中国图象图形学报
中国科学院遥感应用研究所,中国图象图形学学会 ,北京应用物理与计算数学研究所

中国图象图形学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.111
ISSN：1006-8961
年,卷(期)：2021.26(3)
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