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為了克服在復雜場景下紅外小目標探測的難題，北京理工大學光電學院的許廷發教授科研團隊進行了智能化紅外小目標定位與跟蹤方法的研究，取得了突破性進展。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)》上發表。IEEE TPAMI作為人工智能、模式識別、圖像處理等領域的頂級權威期刊，其影響因子為23.6，同時也是中國計算機協會（CCF）推薦的人工智能領域A類期刊。論文第一作者為北京理工大學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許廷發教授。

針對實際環境中紅外無人機目標尺度和屬性差異顯著的問題，許廷發教授團隊提出并構建了首個大規模紅外無人機目標跟蹤數據集，Anti-UAV410。該數據集包含410個紅外視頻序列和超過40萬個無人機目標標注框。同時，團隊提出了一種適用于復雜場景下的紅外小目標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雜背景干擾，實現對弱小目標的準確定位與跟蹤，方法框架如圖1所示。

圖1. SiamDT紅外無人機小目標跟蹤方法框架

SiamDT跟蹤方法融合了雙語義特征提取機制，巧妙構建了動態背景雜波下的紅外小目標特性模型。在城市、山區、海上和沙漠等實際場景的測試中，該框架實現了對復雜場景下的紅外無人機小目標的精準定位與魯棒跟蹤，效果如圖2所示。

圖2. 復雜場景下的紅外無人機小目標跟蹤效果

該項工作創新性地構建了大規模紅外無人機小目標跟蹤數據集，并科學地解決了復雜場景下的紅外小目標定位與跟蹤難題。這為紅外小目標探測領域的發展提供了關鍵數據支撐，并奠定了理論和技術基礎。

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，北京理工大學光電學院博士，現任重慶大學副教授。主要研究基于相關濾波和孿生網絡的光電成像目標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等發表論文20余篇，其中第一作者13篇，最佳會議論文1篇，封面SCI論文1篇。主持國家自然科學基金青年項目、重慶市自然科學基金面上項目、重慶大學科研啟動項目等。獲ICCV 2021 Anti-UAV Workshop & Challenge國際挑戰賽冠軍、王大珩光學獎高校學生光學獎、北京理工大學育苗基金和國家獎學金等榮譽。

李佳男，博士，北京理工大學光電學院預聘助理教授（特別副研究員），新加坡國立大學博士后。主要從事光電成像目標探測與識別等方面的研究，主持國家自然科學基金等項目5項。以第一/共一作者發表IEEE TPAMI 3篇，IEEE TNNLS、CVPR等論文11篇，ESI高被引論文1篇；以通訊作者發表論文40余篇；谷歌學術總引近4000次。入選中國科協及北京市科協“青年人才托舉工程”項目，獲得中國圖象圖形學學會優秀博士學位論文，王大珩光學獎等榮譽。指導學生獲得 ICCV 2021“反無人機跟蹤”挑戰賽國際冠軍及最佳論文獎、第四屆“空天杯”創新創意大賽二等獎、中國高等教育博覽會“校企合作 雙百計劃”典型案例等。研究成果在國家重大科技基礎設施中得到重要應用。

許廷發，博士，教授/博導，國家一級重點學科“光學工程”學科責任教授，光電成像技術與系統教育部重點實驗室主任，北京理工大學重慶創新中心智能化和大數據技術實驗室主任。近年來帶領其科研團隊圍繞光電成像探測與識別、計算成像和人工智能等領域不斷深化研究。主持承擔國家自然科學基金委重大科研儀器研制項目等40余項。在國際、國內等系列期刊發表學術論文190余篇，其中被SCI/EI收錄100余篇。以第一發明人申請國家發明專利50項，已授權和公示25項。獲省部級科技進步二等獎等獎項3項。指導研究生獲得中國圖象圖形學學會優秀博士學位論文，二人次獲得王大珩高校學生光學獎，二人次獲得全國光學與光學工程博士生學術聯賽全國百強，獲得中國高等教育博覽會“校企合作 雙百計劃”典型案例和重慶英才創新創業示范團隊等榮譽稱號。