基于深度网络模型压缩与加速的高分辨率遥感图像在轨目标检测

基本信息
批准号:41901376
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘佳
学科分类:
依托单位:中国地质大学(武汉)
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
快速目标检测深度网络模型压缩并行计算高分辨率光学遥感图像
结项摘要

Intelligent on-orbit object detection in high-resolution remote sensing images is crucial for military and civilian fields such as reconnaissance and emergency rescue. With powerful feature learning and representation ability, object detection methods based on deep learning can significantly improve the detection accuracy. However, deep models are always with large parameters, high storage and computational cost, and are difficult to be deployed in on-orbit platform with limited storage, processing and energy consumption capacity. To this end, taking the parameter redundancy and parallelism characteristics of deep models into account, this project proposes an on-orbit object detection method in high-resolution remote sensing images based on deep model compression and acceleration, with the principle of “reducing the number of parameters, simplified parameter representation and parallel computing acceleration”. The method reduces redundant parameters through filter pruning considering energy consumption and the bit numbers of parameters through layer-by-layer non-uniform quantization and encoding, followed by a parallel computing implementation deployed on embedded heterogeneous systems. The research of this project is of great significance for maximizing the effective data transmission under limited satellite-ground station link, and reducing response latency of object detection in massive high-resolution remote sensing data.

高分辨率遥感图像在轨智能目标检测对于情报侦察预警、应急救援等军事和民用领域至关重要。基于深度学习的目标检测算法特征学习和表达能力强,能够显著提升检测精度,但其模型参数多、计算复杂度高,与在轨平台对存储、计算、能耗的限制形成巨大矛盾。因此,本项目基于深度网络模型的参数冗余性和算法可并行性,以“降低参数数量-精简参数表达-并行计算加速”为主线,提出基于深度网络模型压缩与加速的高分辨率遥感图像在轨目标检测方法:基于顾及能耗的滤波器剪枝,减少冗余参数;通过参数非均匀量化与编码,降低参数存储位宽;在以上算法层面降低模型大小和复杂度的基础上,形成嵌入式异构平台上的遥感图像目标检测并行计算方法,降低响应延迟。本项目的研究对于实现有限带宽下传输有效数据最大化、提高海量高分辨率遥感数据目标检测的时效性具有重要意义。

项目摘要

高分辨率遥感图像在轨智能目标检测对于情报侦察预警、应急救援等军事和民用领域至关重要。近年来,基于深度学习的目标检测算法得到长足发展,其特征学习和表达能力强,能够显著提升检测精度。然而,这些现有方法是典型的计算密集和访存密集型过程,涉及的参数量大,存储、计算和能耗代价高,难以部署和运行于存储、计算、能耗等受限的在轨平台。因此,本项目探索高分辨率遥感图像目标检测深度网络模型的参数冗余性和算法可并行性,以“降低参数数量-精简参数表达-并行计算加速”为研究主线,发展了一种基于深度网络模型压缩与加速的高分辨率遥感图像在轨目标检测方法框架,具体包括:发展了一种融合注意力机制的高分辨率遥感图像旋转目标检测算法、一种基于紧凑卷积模块和滤波器剪枝的轻量化遥感图像目标检测算法、一种能耗引导的逐层剪枝率估计和低能耗遥感图像目标检测算法、一种基于资源受限嵌入式异构平台的轻量化遥感图像目标检测方法、一种基于多节点分布式集群的遥感图像目标检测并行与优化策略,构建了一个遥感图像快速目标检测原型系统。本项目研究能够大幅降低遥感目标检测深度网络模型的冗余参数、模型大小、计算复杂度、响应延迟、推理能耗,从而满足存储、计算、能耗等资源受限的在轨平台智能目标检测需求。项目研究成果对于实现有限带宽下传输有效数据最大化,提高海量高分辨率遥感数据目标检测的时效性,进一步拓展至灾害实时监测与应急管理、无人机精准农业监测等领域具有重要意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
4

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

刘佳的其他基金

批准号:41706207
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200864
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773219
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51108333
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21305005
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71502027
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400712
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600686
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402875
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30670641
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81701002
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11564029
批准年份:2015
资助金额:43.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81500836
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31560613
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11904111
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400784
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771842
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41903057
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000725
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81704189
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21401116
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600657
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471535
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:51409270
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61702257
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900146
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971038
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21808083
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21406004
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61501464
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101238
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502630
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61203316
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405198
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370448
批准年份:2003
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:81202060
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11626030
批准年份:2016
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81601099
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272786
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11147010
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81502065
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100593
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81560213
批准年份:2015
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81900264
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21702048
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100910
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21107004
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770785
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:51678428
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11605208
批准年份:2016
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11701001
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403417
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41502041
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41907283
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41772049
批准年份:2017
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:11404365
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301766
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41661052
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39670732
批准年份:1996
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:71904209
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81903768
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81803610
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41801029
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51702016
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61304153
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21805030
批准年份:2018
资助金额:25.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501010
批准年份:2015
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21401069
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408156
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602346
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401525
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701815
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

稀疏认知下的遥感影像在轨变化检测与目标提取

批准号:91438201
批准年份:2014
负责人:焦李成
学科分类:F01
资助金额:380.00
项目类别:重大研究计划
2

基于贝叶斯统计的遥感影像在轨特征提取与压缩传输

批准号:91538107
批准年份:2015
负责人:陶晓明
学科分类:F0106
资助金额:84.00
项目类别:重大研究计划
3

基于空谱域联合特征深度强化学习的光谱遥感图像在轨处理

批准号:61701360
批准年份:2017
负责人:吴宪云
学科分类:F0106
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于深度对抗网络和强化学习的遥感视频多目标检测与跟踪研究

批准号:61871306
批准年份:2018
负责人:冯婕
学科分类:F0113
资助金额:63.00
项目类别:面上项目