elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Physically explainable CNN for SAR image classification

Huang, Zhongling und Yao, Xiwen und Liu, Ying und Dumitru, Corneliu und Datcu, Mihai und Han, Junwei (2022) Physically explainable CNN for SAR image classification. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing (190), Seiten 25-37. Elsevier. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2022.05.008. ISSN 0924-2716.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271622001472

Kurzfassung

Integrating the special electromagnetic characteristics of Synthetic Aperture Radar (SAR) in deep neural networks is essential in order to enhance the explainability and physics awareness of deep learning. In this paper, we first propose a novel physically explainable convolutional neural network for SAR image classification, namely physics guided and injected learning (PGIL). It comprises three parts: (1) explainable models (XM) to provide prior physics knowledge, (2) physics guided network (PGN) to encode the knowledge into physics-aware features, and (3) physics injected network (PIN) to adaptively introduce the physics-aware features into classification pipeline for label prediction. A hybrid Image-Physics SAR dataset format is proposed for evaluation, with both Sentinel-1 and Gaofen-3 SAR data being experimented. The results show that the proposed PGIL substantially improve the classification performance in case of limited labeled data compared with the counterpart data-driven CNN and other pre-training methods. Additionally, the physics explanations are discussed to indicate the interpretability and the physical consistency preserved in the predictions. We deem the proposed method would promote the development of physically explainable deep learning in SAR image interpretation field.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/190073/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Physically explainable CNN for SAR image classification
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Huang, Zhonglinghuangzhongling15 (at) mails.ucas.ac.cnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yao, Xiwenthe BRain and Artificial INtelligence Lab (BRAIN LAB), School of Automation, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, Yingthe BRain and Artificial INtelligence Lab (BRAIN LAB), School of Automation, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dumitru, Corneliucorneliu.dumitru (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datcu, MihaiMihai.Datcu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Han, Junweithe BRain and Artificial INtelligence Lab (BRAIN LAB), School of Automation, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2022
Erschienen in:ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.isprsjprs.2022.05.008
Seitenbereich:Seiten 25-37
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:ISPR
ISSN:0924-2716
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Explainable deep learningPhysical modelSAR image classificationPrior knowledge
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Künstliche Intelligenz
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Dumitru, Corneliu Octavian
Hinterlegt am:14 Nov 2022 14:35
Letzte Änderung:27 Jun 2023 08:38

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.