北理工團(tuán)隊(duì)在人工智能紅外小目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域取得研究進(jìn)展
發(fā)布日期：2023-12-01 供稿：光電學(xué)院 攝影：光電學(xué)院
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為了克服在復(fù)雜場景下紅外小目標(biāo)探測的難題,，北京理工大學(xué)光電學(xué)院的許廷發(fā)教授科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了智能化紅外小目標(biāo)定位與跟蹤方法的研究，取得了突破性進(jìn)展,。該研究成果以“Anti-UAV410: A Thermal Infrared Benchmark and Customized Scheme for Tracking Drones in the Wild”為題,，已在國際頂級期刊《IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (TPAMI)》上發(fā)表。IEEE TPAMI作為人工智能,、模式識(shí)別,、圖像處理等領(lǐng)域的頂級權(quán)威期刊，其影響因子為23.6，同時(shí)也是中國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（CCF）推薦的人工智能領(lǐng)域A類期刊,。論文第一作者為北京理工大學(xué)博士研究生黃博和李佳男副研究員,，通訊作者為北京理工大學(xué)許廷發(fā)教授。
針對實(shí)際環(huán)境中紅外無人機(jī)目標(biāo)尺度和屬性差異顯著的問題,，許廷發(fā)教授團(tuán)隊(duì)提出并構(gòu)建了首個(gè)大規(guī)模紅外無人機(jī)目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)集,，Anti-UAV410。該數(shù)據(jù)集包含410個(gè)紅外視頻序列和超過40萬個(gè)無人機(jī)目標(biāo)標(biāo)注框,。同時(shí),，團(tuán)隊(duì)提出了一種適用于復(fù)雜場景下的紅外小目標(biāo)智能定位與跟蹤方法——SiamDT。該方法能夠有效抑制紅外圖像中的復(fù)雜背景干擾,，實(shí)現(xiàn)對弱小目標(biāo)的準(zhǔn)確定位與跟蹤,，方法框架如圖1所示。
圖1. SiamDT紅外無人機(jī)小目標(biāo)跟蹤方法框架
SiamDT跟蹤方法融合了雙語義特征提取機(jī)制,，巧妙構(gòu)建了動(dòng)態(tài)背景雜波下的紅外小目標(biāo)特性模型,。在城市、山區(qū),、海上和沙漠等實(shí)際場景的測試中,，該框架實(shí)現(xiàn)了對復(fù)雜場景下的紅外無人機(jī)小目標(biāo)的精準(zhǔn)定位與魯棒跟蹤，效果如圖2所示,。
圖2. 復(fù)雜場景下的紅外無人機(jī)小目標(biāo)跟蹤效果
該項(xiàng)工作創(chuàng)新性地構(gòu)建了大規(guī)模紅外無人機(jī)小目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)集,，并科學(xué)地解決了復(fù)雜場景下的紅外小目標(biāo)定位與跟蹤難題。這為紅外小目標(biāo)探測領(lǐng)域的發(fā)展提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐,，并奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ),。
論文詳情：B. Huang, J. Li, J. Chen, G. Wang, J. Zhao and T. Xu, " Anti-UAV410: A Thermal Infrared Benchmark and Customized Scheme for Tracking Drones in the Wild," in IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, doi: 10.1109/TPAMI.2023.3335338.
論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10325629
附作者簡介：
黃博，北京理工大學(xué)光電學(xué)院博士,，現(xiàn)任重慶大學(xué)副教授,。主要研究基于相關(guān)濾波和孿生網(wǎng)絡(luò)的光電成像目標(biāo)跟蹤探測理論和方法,。在高水平期刊IEEE TPAMI,、IEEE TNNLS、IEEE TCYB,、IEEE TMI和IEEE TMM等發(fā)表論文20余篇,，其中第一作者13篇，最佳會(huì)議論文1篇,，封面SCI論文1篇,。主持國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、重慶市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,、重慶大學(xué)科研啟動(dòng)項(xiàng)目等,。獲ICCV 2021 Anti-UAV Workshop & Challenge國際挑戰(zhàn)賽冠軍、王大珩光學(xué)獎(jiǎng)高校學(xué)生光學(xué)獎(jiǎng)、北京理工大學(xué)育苗基金和國家獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù),。
李佳男,，博士，北京理工大學(xué)光電學(xué)院預(yù)聘助理教授（特別副研究員）,，新加坡國立大學(xué)博士后,。主要從事光電成像目標(biāo)探測與識(shí)別等方面的研究，主持國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目5項(xiàng),。以第一/共一作者發(fā)表IEEE TPAMI 3篇,，IEEE TNNLS、CVPR等論文11篇,，ESI高被引論文1篇,；以通訊作者發(fā)表論文40余篇；谷歌學(xué)術(shù)總引近4000次,。入選中國科協(xié)及北京市科協(xié)“青年人才托舉工程”項(xiàng)目,，獲得中國圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文，王大珩光學(xué)獎(jiǎng)等榮譽(yù),。指導(dǎo)學(xué)生獲得 ICCV 2021“反無人機(jī)跟蹤”挑戰(zhàn)賽國際冠軍及最佳論文獎(jiǎng),、第四屆“空天杯”創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)、中國高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例等,。研究成果在國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中得到重要應(yīng)用,。
許廷發(fā)，博士,，教授/博導(dǎo),，國家一級重點(diǎn)學(xué)科“光學(xué)工程”學(xué)科責(zé)任教授，光電成像技術(shù)與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,，北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心智能化和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任,。近年來帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)圍繞光電成像探測與識(shí)別、計(jì)算成像和人工智能等領(lǐng)域不斷深化研究,。主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制項(xiàng)目等40余項(xiàng),。在國際、國內(nèi)等系列期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文190余篇,，其中被SCI/EI收錄100余篇,。以第一發(fā)明人申請國家發(fā)明專利50項(xiàng)，已授權(quán)和公示25項(xiàng),。獲省部級科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)3項(xiàng),。指導(dǎo)研究生獲得中國圖象圖形學(xué)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文，二人次獲得王大珩高校學(xué)生光學(xué)獎(jiǎng),，二人次獲得全國光學(xué)與光學(xué)工程博士生學(xué)術(shù)聯(lián)賽全國百強(qiáng),，獲得中國高等教育博覽會(huì)“校企合作 雙百計(jì)劃”典型案例和重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團(tuán)隊(duì)等榮譽(yù)稱號(hào),。
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