Synthetic aperture sonar (SAS) requires precise time-of-flight measurements of the transmitted/received waveform to produce well-focused imagery. It is not uncommon for errors in these measurements to be present resulting in image defocusing. To overcome this, an \emph{autofocus} algorithm is employed as a post-processing step after image reconstruction to improve image focus. A particular class of these algorithms can be framed as a sharpness/contrast metric-based optimization. To improve convergence, a hand-crafted weighting function to remove "bad" areas of the image is sometimes applied to the image-under-test before the optimization procedure. Additionally, dozens of iterations are necessary for convergence which is a large compute burden for low size, weight, and power (SWaP) systems. We propose a deep learning technique to overcome these limitations and implicitly learn the weighting function in a data-driven manner. Our proposed method, which we call Deep Autofocus, uses features from the single-look-complex (SLC) to estimate the phase correction which is applied in $k$-space. Furthermore, we train our algorithm on batches of training imagery so that during deployment, only a single iteration of our method is sufficient to autofocus. We show results demonstrating the robustness of our technique by comparing our results to four commonly used image sharpness metrics. Our results demonstrate Deep Autofocus can produce imagery perceptually better than common iterative techniques but at a lower computational cost. We conclude that Deep Autofocus can provide a more favorable cost-quality trade-off than alternatives with significant potential of future research.


翻译:合成孔径声纳( SAS) 需要精确的飞行时间测量传输/ 接收的波形波形( SAS), 才能产生重点突出的图像。 这些测量中出现错误, 导致图像偏移, 这一点并不罕见 。 要克服这一点, 在图像重建后, 将使用 emph{ autofloor) 算法作为后处理步骤来改进图像焦点。 这些算法中的某类可以作为锐利/ 调制基于度的优化来设置。 为了改进汇合, 在优化程序之前, 有时会将图像偏差的“ 坏” 区域应用到图像下测试中。 此外, 数十种迭代法对于汇合是必要的, 对于低尺寸、 重量和 功率( SWAP) 系统来说, 是一个很大的复杂负担。 我们提议了一种深度的学习技巧来克服这些限制, 并隐含地以数据驱动方式学习加权的功能。 我们建议的方法, 我们称之为“ 深奥地透度- ” ( SLC), 使用从单视- comal- combal) 校正 来估计的校正校正校正校正校正校正的校正,, 只能 只能 只能 只能 只能 只能 只能 只能 能够 展示我们使用一种我们使用一种我们使用一种我们使用一个比 一种比 的 的 一种比 的 一种比 一种比 一种我们 的 的 的 一种比 一种高的 一种我们 的 的 的 一种我们 的 的 的 的 的 一种比 的 的 的 的 度 一种我们用 的 的 一种我们用 的 。

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