Detección de partículas en nubes en datos de imágenes 2D-S a través de un modelo SSD de anclaje adaptativo
Autores: Liu, Shuo; Yang, Dingkun; Fan, Luhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Detección de partículas en nubes en datos de imágenes 2D-S a través de un modelo SSD de anclaje adaptativo
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Partículas en el aire
Detección de partículas en nubes
Módulo SSD de anclaje adaptativo
Transformaciones morfológicas
Estructura ResNet-50
Imágenes de partículas en nubes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La sonda óptica 2D-S aérea ha funcionado durante más de diez años y ha recopilado un gran número de imágenes de partículas de nubes. Sin embargo, los métodos de detección existentes no pueden detectar partículas de nubes con alta precisión debido a las diferencias de tamaño de las partículas de nubes y la ocurrencia de fragmentación de partículas durante la imagen. Por lo tanto, este artículo propone un nuevo método de detección de partículas de nubes. La innovación clave es un módulo SSD de anclaje adaptativo, que supera las limitaciones existentes al generar puntos de anclaje que se alinean de manera adaptativa con las distribuciones de tamaño de las partículas de nubes. En primer lugar, las transformaciones morfológicas generan información de imagen multiescala a través de operaciones repetidas de dilatación y erosión, mientras eliminan artefactos irrelevantes y partículas fragmentadas para la limpieza de datos. Después de eso, el método genera centros geométricos y de masa a través de múltiples escalas y fusiona dinámicamente estos centros para formar puntos de anclaje adaptativos. Finalmente, un módulo de detección integra un SSD modificado con una estructura base ResNet-50 para predicciones precisas de cuadros delimitadores. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto logra un mAP de 0.934 y un recall de 0.905 en el conjunto de prueba, demostrando su efectividad y fiabilidad para la detección de partículas de nubes utilizando la sonda 2D-S.
Descripción
La sonda óptica 2D-S aérea ha funcionado durante más de diez años y ha recopilado un gran número de imágenes de partículas de nubes. Sin embargo, los métodos de detección existentes no pueden detectar partículas de nubes con alta precisión debido a las diferencias de tamaño de las partículas de nubes y la ocurrencia de fragmentación de partículas durante la imagen. Por lo tanto, este artículo propone un nuevo método de detección de partículas de nubes. La innovación clave es un módulo SSD de anclaje adaptativo, que supera las limitaciones existentes al generar puntos de anclaje que se alinean de manera adaptativa con las distribuciones de tamaño de las partículas de nubes. En primer lugar, las transformaciones morfológicas generan información de imagen multiescala a través de operaciones repetidas de dilatación y erosión, mientras eliminan artefactos irrelevantes y partículas fragmentadas para la limpieza de datos. Después de eso, el método genera centros geométricos y de masa a través de múltiples escalas y fusiona dinámicamente estos centros para formar puntos de anclaje adaptativos. Finalmente, un módulo de detección integra un SSD modificado con una estructura base ResNet-50 para predicciones precisas de cuadros delimitadores. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto logra un mAP de 0.934 y un recall de 0.905 en el conjunto de prueba, demostrando su efectividad y fiabilidad para la detección de partículas de nubes utilizando la sonda 2D-S.