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儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日,北京理工大學(xué)光電學(xué)院許廷發(fā)教授團隊在光譜成像目標探測領(lǐng)域取得新進展,提出了復(fù)雜場景下高光譜偽裝目標檢測和多光譜目標檢測兩種新方法。兩篇文章分別以《HyperCOD: The First Challenging Benchmark and Baseline for Hyperspectral Camouflaged Object Detection》和《MODA: The First Challenging Benchmark for Multispectral Object Detection in Aerial Images》為題發(fā)表在人工智能領(lǐng)域國際頂級會議—The 40th Annual AAAI Conference on Artificial Intelligence(AAAI 2026,CCF-A)上。AAAI 是全球人工智能領(lǐng)域最具影響力的頂級國際會議之一,代表著該領(lǐng)域最前沿的研究方向和高水平的學(xué)術(shù)成果。兩篇論文第一作者分別為北京理工大學(xué)碩士研究生白淑妍和韓帥豪,通訊作者為許廷發(fā)教授和李佳男長聘副教授。
論文1:HyperCOD: The First Challenging Benchmark and Baseline for Hyperspectral Camouflaged Object Detection
針對復(fù)雜自然場景中偽裝目標難以識別和精確定位的技術(shù)瓶頸,團隊結(jié)合高光譜成像與先進基礎(chǔ)模型能力,提出高光譜偽裝目標檢測新框架—HSC-SAM(見圖1)。該方法面向以 Segment Anything Model(SAM)為代表的基礎(chǔ)模型發(fā)展趨勢,通過創(chuàng)新性的空間–光譜解耦重構(gòu)策略,將高光譜信息以顯式方式引導(dǎo)基礎(chǔ)模型特征學(xué)習(xí),從而實現(xiàn)光譜信息與通用基礎(chǔ)模型的深度融合。
圖1 HSC-SAM高光譜偽裝目標檢測框架圖
對模型特征提取過程進行可視化分析發(fā)現(xiàn)(見圖2),HSC-SAM在光譜信息的顯式引導(dǎo)下,能夠在特征提取早期有效抑制背景干擾、增強目標響應(yīng),同時降低后續(xù)特征處理的計算開銷,體現(xiàn)了光譜信息對基礎(chǔ)模型特征表達與推理效率的高效增強作用。
圖2 光譜信息有效濾除復(fù)雜背景干擾
如圖3所示,在復(fù)雜且具有顯著視覺干擾的場景中,HSC-SAM能夠準確定位空間上高度偽裝、但在光譜維度具有顯著差異的目標區(qū)域。與現(xiàn)有方法相比,HSC-SAM的目標定位結(jié)果呈現(xiàn)出更清晰的目標邊界、更高的輪廓保真度,充分證明了其在偽裝目標檢測任務(wù)中的優(yōu)異性能。
圖3. 基于光譜引導(dǎo)的偽裝目標檢測結(jié)果
本項成果拓展了光譜成像驅(qū)動的智能目標探測與感知新方向,為復(fù)雜自然場景下的偽裝目標檢測提供了高效、可靠的新技術(shù)路徑,對智能偵察、災(zāi)害探測等方向具有重要應(yīng)用價值。
論文2:MODA: The First Challenging Benchmark for Multispectral Object Detection in Aerial Images
針對低空無人機對地弱小目標探測中目標尺寸小、對比度低、背景復(fù)雜等核心難題,團隊提出了多光譜成像驅(qū)動的弱小目標檢測框架 OSSDet(如圖4)。該方法充分利用多光譜圖像蘊含的豐富光譜信息進行目標增強,通過級聯(lián)式光譜-空間調(diào)制結(jié)構(gòu)實現(xiàn)目標感知過程的全局優(yōu)化;利用光譜相似性聚合目標相關(guān)特征,強化目標內(nèi)部關(guān)聯(lián)表達。
圖4. OSSDet多光譜目標檢測框架示意圖
圖5展示了特征可視化結(jié)果。與傳統(tǒng)可見光方法相比,多光譜圖像輸入能夠顯著拉大易混類別、小尺度目標以及少樣本類別之間的特征距離,實現(xiàn)更清晰的類間分離,驗證了光譜信息在提升目標類別區(qū)分度方面的有效性。
圖5. 光譜信息有效增強類別間區(qū)分度
如圖6所示,在小目標、低能見度或背景雜亂等典型復(fù)雜場景中,OSSDet能夠顯著增強網(wǎng)絡(luò)對目標區(qū)域的聚焦能力,抑制無關(guān)背景噪聲,從而減少誤檢與漏檢,提升復(fù)雜地表環(huán)境中目標檢測的準確性與魯棒性。
圖6. 光譜信息賦能弱小目標檢測示意圖
本項成果拓展了光譜成像驅(qū)動的智能目標探測與感知新方向,為復(fù)雜場景下弱小目標檢測提供了高效可靠的新解決方案,對低空安全防護、應(yīng)急救援、智能偵察等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義,為無人機自主感知能力的提升提供了技術(shù)支撐。
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