論文の概要: IncSAR: A Dual Fusion Incremental Learning Framework for SAR Target Recognition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.05820v2
- Date: Fri, 17 Jan 2025 10:01:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-20 13:57:44.271245
- Title: IncSAR: A Dual Fusion Incremental Learning Framework for SAR Target Recognition
- Title（参考訳）: IncSAR: SARターゲット認識のためのデュアルフュージョンインクリメンタルラーニングフレームワーク
- Authors: George Karantaidis, Athanasios Pantsios, Ioannis Kompatsiaris, Symeon Papadopoulos,
- Abstract要約: IncSARは、ターゲット認識における破滅的な忘れに対処するために設計された漸進的な学習フレームワークである。
SAR画像に固有のスペックルノイズを軽減するため、ニューラルネットワーク近似に基づくデノナイジングモジュールを用いる。
MSTAR、SAR-AIRcraft-1.0、OpenSARShipベンチマークデータセットの実験は、IncSARが最先端のアプローチを大幅に上回っていることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.783950035836593
- License:
- Abstract: Deep learning techniques have achieved significant success in Synthetic Aperture Radar (SAR) target recognition using predefined datasets in static scenarios. However, real-world applications demand that models incrementally learn new information without forgetting previously acquired knowledge. The challenge of catastrophic forgetting, where models lose past knowledge when adapting to new tasks, remains a critical issue. In this paper, we introduce IncSAR, an incremental learning framework designed to tackle catastrophic forgetting in SAR target recognition. IncSAR combines the power of a Vision Transformer (ViT) and a custom-designed Convolutional Neural Network (CNN) in a dual-branch architecture, integrated via a late-fusion strategy. Additionally, we explore the use of TinyViT to reduce computational complexity and propose an attention mechanism to dynamically enhance feature representation. To mitigate the speckle noise inherent in SAR images, we employ a denoising module based on a neural network approximation of Robust Principal Component Analysis (RPCA), leveraging a simple neural network for efficient noise reduction in SAR imagery. Moreover, a random projection layer improves the linear separability of features, and a variant of Linear Discriminant Analysis (LDA) decorrelates extracted class prototypes for better generalization. Extensive experiments on the MSTAR, SAR-AIRcraft-1.0, and OpenSARShip benchmark datasets demonstrate that IncSAR significantly outperforms state-of-the-art approaches, achieving a 99.63\% average accuracy and a 0.33\% performance drop, representing an 89\% improvement in retention compared to existing techniques. The source code is available at https://github.com/geokarant/IncSAR.
- Abstract（参考訳）: ディープラーニング技術は、静的シナリオで定義されたデータセットを使用したSAR(Synthetic Aperture Radar)ターゲット認識において、大きな成功を収めている。
しかし、現実のアプリケーションは、モデルが以前獲得した知識を忘れずに、段階的に新しい情報を学習することを要求している。
モデルが新しいタスクに適応する際に過去の知識を失う破滅的な忘れ込みの課題は、依然として重要な問題である。
本稿では,SAR目標認識における破滅的忘れへの対処を目的としたインクリメンタルラーニングフレームワークであるIncSARを紹介する。
IncSARはビジョントランスフォーマー(ViT)とカスタム設計の畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のパワーを二重ブランチアーキテクチャで組み合わせ、遅延融合戦略を通じて統合する。
さらに,TinyViTを用いて計算複雑性を低減し,特徴表現を動的に拡張するアテンション機構を提案する。
SAR画像に固有のスペックルノイズを軽減するため、ロバスト主成分分析(RPCA)のニューラルネットワーク近似に基づくデノナイジングモジュールを用いて、SAR画像の効率的なノイズ低減に単純なニューラルネットワークを利用する。
さらに、ランダムなプロジェクション層は特徴の線形分離性を改善し、線形判別分析(LDA)の変種は、抽出されたクラスプロトタイプをより一般化するためにデコレーションする。
MSTAR、SAR-AIRcraft-1.0、OpenSARShipベンチマークデータセットの大規模な実験により、IncSARは最先端のアプローチを著しく上回り、99.63倍の平均精度と0.33倍のパフォーマンス低下を達成した。
ソースコードはhttps://github.com/geokarant/IncSARで入手できる。
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