Algorithm/Hardware Codesign for Real-Time On-Satellite CNN-Based Ship Detection in SAR Imagery
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Recently, the convolutional neural network (CNN)-based approach for on-satellite ship detection in synthetic aperture radar (SAR) images has received increasing attention since it does not rely on predefined imagery features and distributions that are required in conventional detection methods. To achieve high detection accuracy, most of the existing CNN-based methods leverage complex off-the-shelf CNN models for optical imagery. Unfortunately, this usually leads to expensive computational cost, which is hard to process in real time using resource-constrained devices deployed in the harsh satellite environment. In this article, we propose OSCAR-RT, the first end-to-end algorithm/hardware codesign framework for real-time on-satellite CNN-based SAR ship detection, which can simultaneously produce an accurate and hardware-friendly CNN model and an ultraefficient field-programmable gate array (FPGA)-based hardware accelerator that can be deployed on satellites. With the real-time on-satellite processing speed in mind, we start from a state-of-the-art compact CNN model for optical imagery. To eliminate the sharp decrease in the detection accuracy for SAR imagery, we analyze the discrepancy between the SAR domain and optical domain and propose to adapt the model by adjusting the output feature size to better detect relatively smaller objects in SAR imagery. To improve the detection speed, we propose to develop a fully pipelined interlayer streaming accelerator architecture, where all the layers of the CNN model can be concurrently processed using on-chip FPGA resources. To achieve this architecture, we first propose a hardware-guided, progressive, and structural pruning strategy, which is guided by our modeled hardware metrics and applies state-of-the-art coarse-grained and fine-grained filter pruning as well as mixed-precision quantization techniques. Moreover, to improve the reusability and portability of the hardware accelerator design, we develop a library of highly optimized CNN components in high-level synthesis, together with their performance and resource models. Finally, we map the pruned CNN model onto these hardware library components in a fully pipelined interlayer streaming fashion, by adjusting their parallelism factors to balance the execution of each layer and fit into the resource constraint. Experimental results using the adapted MobileNetV1, MobileNetV2, and SqueezeNet models on the widely used SAR ship detection dataset (SSDD) demonstrate the effectiveness of OSCAR-RT; for the MobileNetV1 model, it achieves an average precision of 94%, a detection speed of 652 frames/s on the Xilinx VC709 FPGA evaluation board while consuming about 5.8-W power.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle