Mejora de la clasificación de tipo de barcos a partir de una combinación de CNN y KNN
Autores: Jeon, Ho-Kun; Yang, Chan-Su
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Mejora de la clasificación de tipo de barcos a partir de una combinación de CNN y KNN
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Radar de apertura sintética
Red neuronal convolucional
Clasificación de tipo de barco
Conjuntos de datos etiquetados
Imágenes de polarización
Vecino más cercano-K
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La clasificación de tipo de barcos de imágenes de radar de apertura sintética con redes neuronales convolucionales (CNN) se ha enfrentado a conjuntos de datos etiquetados insuficientes, imágenes de polarización no optimizadas y ruidosas que pueden deteriorar el rendimiento de la clasificación. Mientras tanto, numerosa información de texto etiquetada para barcos, como longitud y anchura, se puede obtener fácilmente de diversas fuentes y se puede utilizar en una clasificación con vecinos más cercanos (KNN). Este estudio propone un método para mejorar la eficiencia de la clasificación de tipo de barco a partir de datos de doble polarización de Sentinel-1 con un espaciado de píxeles de 10 m utilizando tanto modelos CNN como KNN. En la primera etapa, se utilizaron imágenes de intensidad de Sentinel-1 centradas en posiciones de barcos en forma rectangular para aplicar un procedimiento de procesamiento de imágenes como orientación, relleno y aumento de imágenes. El proceso aumentó la precisión en un 33,0% y un 31,7% para la polarización VH (transmisión vertical y recepción horizontal) y VV (transmisión vertical y recepción vertical) en comparación con la clasificación basada en CNN con imágenes de barcos originales, respectivamente. En el segundo paso, se comparó un método combinado de CNN y KNN con un caso de solo CNN. El puntaje f1 de solo CNN fue de hasta 85,0%, mientras que el método combinado mostró hasta 94,3%, lo que representó un aumento del 9,3%. En el futuro, se investigarán más detalles sobre un método de optimización a través de experimentos de campo de clasificación de barcos.
Descripción
La clasificación de tipo de barcos de imágenes de radar de apertura sintética con redes neuronales convolucionales (CNN) se ha enfrentado a conjuntos de datos etiquetados insuficientes, imágenes de polarización no optimizadas y ruidosas que pueden deteriorar el rendimiento de la clasificación. Mientras tanto, numerosa información de texto etiquetada para barcos, como longitud y anchura, se puede obtener fácilmente de diversas fuentes y se puede utilizar en una clasificación con vecinos más cercanos (KNN). Este estudio propone un método para mejorar la eficiencia de la clasificación de tipo de barco a partir de datos de doble polarización de Sentinel-1 con un espaciado de píxeles de 10 m utilizando tanto modelos CNN como KNN. En la primera etapa, se utilizaron imágenes de intensidad de Sentinel-1 centradas en posiciones de barcos en forma rectangular para aplicar un procedimiento de procesamiento de imágenes como orientación, relleno y aumento de imágenes. El proceso aumentó la precisión en un 33,0% y un 31,7% para la polarización VH (transmisión vertical y recepción horizontal) y VV (transmisión vertical y recepción vertical) en comparación con la clasificación basada en CNN con imágenes de barcos originales, respectivamente. En el segundo paso, se comparó un método combinado de CNN y KNN con un caso de solo CNN. El puntaje f1 de solo CNN fue de hasta 85,0%, mientras que el método combinado mostró hasta 94,3%, lo que representó un aumento del 9,3%. En el futuro, se investigarán más detalles sobre un método de optimización a través de experimentos de campo de clasificación de barcos.