-
شماره ركورد
27346
-
پديد آورنده
عليرضا ميررشيد
-
عنوان
استفاده از يادگيري عميق در حسگري فشرده تصاوير سنجش از راه دور
-
مقطع تحصيلي
دكترا
-
رشته تحصيلي
مهندسي برق گرايش مخابرات سيستم
-
سال تحصيل
1394
-
تاريخ دفاع
1401/06/30
-
استاد راهنما
دكتر علي اصغر بهشتي شيرازي
-
دانشكده
مهندسي برق
-
چكيده
سنجش از راه دور داراي دو مرحله اصلي مي¬باشد: جمع¬آوري داده به وسيله سنسور و انتقال داده ديجيتال به مركز پردازش. براساس اصل تصويربرداري سنتي، مي¬توان دريافت كه اين فرآيند، توليد حجم زيادي داده مي¬كند و نياز به فشرده¬سازي قبل از ارسال به مركز پردازش ضروري مي¬باشد. يك راه فشرده¬سازي تصاوير قبل از ارسال، استفاده از روش¬هاي حسگري¬فشرده مي¬باشد. حسگري فشرده نيز داراي مسائلي از قبيل نياز به طراحي ماتريس حسگري، نياز به يافتن حوزه¬اي كه سيگنال مورد بررسي در آن تنك باشد و الگوريتم¬هاي بازسازي زمان¬بر است كه استفاده از آن را در عمل دچار مشكل مي¬كند. يادگيري عميق مي¬تواند به عنوان راه¬حل اين مسائل استفاده شود.
هدف اصلي اين پژوهش استفاده از يادگيري عميق به منظور انجام حسگري فشرده در تصاوير سنجش از راه دور مي¬باشد. بدين منظور 3 مدل در اين رساله ارائه شده است. مدل اول در اين رساله به نحوي است كه قابليت انجام كامل حسگري فشرده را داشته باشد. منظور از انجام كامل حسگري فشرده، قابليت انجام حسگري با يادگيري ماتريس اندازه¬گيري و بازسازي با آموزش انتها به انتهاي يك مدل هوش مصنوعي است. نحوه طراحي اين مدل به نحوي است كه باعث بهبود عملكرد بازسازي از نظر سرعت و دقت نسبت به مدل-هاي قبلي شده است كه به عنوان مثال نشان داده شده است كه به ازاي نرخ اندازه¬گيري 25.0، ميزان PSNR تصوير بازسازي شده، 1.5dB بهبود يافته است. با افزودن ماژول قابل يادگيري، عملگر كوانتيزاسيون غيرخطي كه انجام آن قبل از ارسال ضروري است نيز توسط شبكه آموزش يافته است.
در بسياري از موارد، هدف اصلي و نهايي، بازسازي تصوير اوليه نبوده و تصميم¬گيري¬هاي سطح بالا از تصاوير مانند دسته¬بندي و بخش¬بندي مدنظر است. بنابراين ارائه راهكاري براي انجام تصميم¬گيري¬هاي سطح بالا از مقادير فشرده اندازه¬گيري شده ضروري به نظر مي¬رسد. اين موضوع يادگيري فشرده ناميده مي¬شود و در اين رساله به ارائه مدل¬هايي به منظور انجام دو وظيفه پركاربرد بخش¬بندي و دسته¬بندي تصاوير در يادگيري فشرده پرداخته¬ايم. اين مدل¬ها همانطور كه نتايج شبيه¬سازي نشان مي¬دهد، علاوه بر اين¬كه با رزولوشن¬هاي مختلف تصوير ورودي كار مي¬كنند، با وجود فشرده¬سازي داده در شبكه، عملكرد قابل مقايسه از نظر دقت با ساير مدل¬هاي هنر روز موجود در مسائل بخش¬بندي و دسته¬بندي مي¬باشد. به عنوان مثال نشان داده شده است كه در نرخ اندازه¬گيري 5.0 مدل بخش¬بندي ارائه شده داراي كاهش نسبت اشتراك به اجتماع به ميزان 013.0 در مقايسه با مدل¬هاي هنر روز بدون فشرده¬سازي و مدل دسته¬بندي ارائه شده داراي كاهش دقت دسته¬بندي به ميزان 85.0 درصد در مقايسه با مدل¬هاي هنر روز بدون فشرده¬سازي است كه نشان¬دهنده عملكرد مناسب مدل¬هاي ارائه شده مي¬باشد. همچنين هر دو اين مدل¬ها داراي سرعت پاسخدهي بهتر در مقايسه با مدل¬هاي هنر روز مربوطه مي¬باشند. به عنوان مثال نشان¬داده شده است كه مدل دسته¬بندي ارائه شده، زمان پاسخدهي را بيشتر از 30 درصد كاهش داده است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/08/24
-
عنوان به انگليسي
Using deep learning for compressed sensing of remote sensing images
-
تاريخ بهره برداري
9/21/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا ميررشيد
-
چكيده به لاتين
Remote sensing has two main stages: data collection by sensors and digital data transmission to the processing center. Based on the principle of traditional imaging, it can be seen that this process produces a large amount of data and the need for compression before sending to the processing center is necessary. One way to compress images before sending is to use compressed sensing methods. Compressed sensing also has issues such as the need to design a sensing matrix, the need to find the dictionary where the signal is sparse, and time-consuming reconstruction algorithms that make its use difficult in practice. Deep learning can be used as a solution to these problems.
The main goal of this research is to use deep learning to perform compressed sensing in remote sensing images. For this purpose, 3 models are presented in this dissertation. The first model in this thesis is in such a way that it has the ability to fully perform compressed sensing. The meaning of complete compressed sensing is the ability to perform sensing by learning the measurement matrix and reconstructing it with end-to-end training of an artificial intelligence model. The design of this model is such that it has improved the reconstruction performance in terms of speed and accuracy compared to the previous models, for example, it has been shown that for a measurement rate of 0.25, the PSNR of the reconstructed image is increased by 1.5dB. By adding the learnable module, the nonlinear quantization operator that is necessary before sending is also trained by the network.
In many cases, the main and final goal is not to reconstruct the original image, and high-level decisions about images such as classification and segmentation are considered. Therefore, it seems necessary to provide a solution for making high-level decisions from compressed measured values. This topic is called compressed learning and in this thesis we have presented models to perform two widely used tasks of image segmentation and classification in compressed learning. These models, as the simulation results show, in addition to working with different resolutions of the input image, despite data compression in the network, the performance is comparable to other models in terms of accuracy. For example, it has been shown that in the measurement rate of 0.5, the presented segmentation model has a decrease in the intersection over union by 0.013dB compared to the modern state-of-the-art models without compression and the presented classification model has a decrease in the classification accuracy by 0.85 compared to the state-of-the-art models without compression, which indicates the appropriate performance of the presented models. Also, both of these models have a better runtime compared to the corresponding state-of-the-art models. For example, it has been shown that the proposed classification model has reduced the response time by more than 30%.
-
كليدواژه هاي فارسي
يادگيري عميق , يادگيري فشرده , حسگري فشرده , سنجش از راه دور
-
كليدواژه هاي لاتين
Deep learning , Compressed learning , Compressed sensing , Remote sensing
-
Author
alireza mirrashid
-
SuperVisor
aliasghar beheshti shirazi
-
لينک به اين مدرک :