論文の概要: A Simulation-Augmented Benchmarking Framework for Automatic RSO Streak
Detection in Single-Frame Space Images
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.00412v1
- Date: Sun, 30 Apr 2023 07:00:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-02 15:26:37.446703
- Title: A Simulation-Augmented Benchmarking Framework for Automatic RSO Streak
Detection in Single-Frame Space Images
- Title(参考訳): 単一フレーム空間画像におけるRSOストリークの自動検出のためのシミュレーション強化ベンチマークフレームワーク
- Authors: Zhe Chen, Yang Yang, Anne Bettens, Youngho Eun, Xiaofeng Wu
- Abstract要約: 大規模データセットが利用可能な場合、ディープ畳み込みニューラルネットワーク(DCNN)は、オブジェクト検出において優れたパフォーマンスを示している。
RSO検出のための新しいシミュレーション強化ベンチマークフレームワーク(SAB-RSOD)を紹介する。
本フレームワークでは,実空間画像をキャプチャするセンサのハードウェアパラメータを最大限に活用することにより,まず高忠実度RSOシミュレータを開発する。
次に,このシミュレータを用いて宇宙空間に多彩なROSを含む画像を生成し,自動的に注釈を付ける。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.457841062817294
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Detecting Resident Space Objects (RSOs) and preventing collisions with other
satellites is crucial. Recently, deep convolutional neural networks (DCNNs)
have shown superior performance in object detection when large-scale datasets
are available. However, collecting rich data of RSOs is difficult due to very
few occurrences in the space images. Without sufficient data, it is challenging
to comprehensively train DCNN detectors and make them effective for detecting
RSOs in space images, let alone to estimate whether a detector is sufficiently
robust. The lack of meaningful evaluation of different detectors could further
affect the design and application of detection methods. To tackle this issue,
we propose that the space images containing RSOs can be simulated to complement
the shortage of raw data for better benchmarking. Accordingly, we introduce a
novel simulation-augmented benchmarking framework for RSO detection (SAB-RSOD).
In our framework, by making the best use of the hardware parameters of the
sensor that captures real-world space images, we first develop a high-fidelity
RSO simulator that can generate various realistic space images. Then, we use
this simulator to generate images that contain diversified RSOs in space and
annotate them automatically. Later, we mix the synthetic images with the
real-world images, obtaining around 500 images for training with only the
real-world images for evaluation. Under SAB-RSOD, we can train different
popular object detectors like Yolo and Faster RCNN effectively, enabling us to
evaluate their performance thoroughly. The evaluation results have shown that
the amount of available data and image resolution are two key factors for
robust RSO detection. Moreover, if using a lower resolution for higher
efficiency, we demonstrated that a simple UNet-based detection method can
already access high detection accuracy.
- Abstract(参考訳): 常駐宇宙物体(rsos)の検出と他の衛星との衝突の防止が重要である。
近年,大規模データセットが利用可能な場合,ディープ畳み込みニューラルネットワーク(DCNN)のオブジェクト検出性能が向上している。
しかし、宇宙画像にはほとんど発生しないため、RSOの豊富なデータ収集は困難である。
十分なデータがないと、dcnn検出器を総合的に訓練し、宇宙画像中のrsosを検出するのに効果的になるのは困難である。
異なる検出器の有意義な評価の欠如は、検出方法の設計と応用にさらに影響を及ぼす可能性がある。
この問題に対処するため, RSOを含む空間像をシミュレーションし, 生データの不足を補完し, より良いベンチマークを行う方法を提案する。
そこで我々は,RSO検出のための新しいシミュレーション拡張ベンチマークフレームワーク(SAB-RSOD)を提案する。
このフレームワークでは,実世界の空間画像をキャプチャするセンサのハードウェアパラメータを最大限に活用することにより,まず,様々な現実的空間画像を生成する高忠実度rsoシミュレータを開発する。
次に,このシミュレータを用いて,空間内の多様なrsosを含む画像を生成し,自動アノテーションを行う。
その後,合成画像と実世界の画像とを混合し,実世界の画像のみを用いて500枚の画像の訓練を行った。
SAB-RSODの下では、YoloやFaster RCNNのような様々な人気物体検出器を効果的に訓練することができ、それらの性能を徹底的に評価することができる。
評価の結果,ロバストなrso検出には,利用可能なデータ量と解像度の2つの重要な要因が示されている。
さらに,低解像度で高効率に使用した場合,UNetに基づく簡易検出手法が既に高い検出精度にアクセスできることを示した。
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