地中欠陥検出のための弱信号対応フレームワーク：低SCRハイパボリック・シグネチャを強化するメカニズム

Abstract

地中レーダ（Ground Penetrating Radar）による地下欠陥検出は、「弱い信号」によって困難になっています。低い信号対クラッタ比（signal-to-clutter ratios）、高い波動場の類似性、幾何学的劣化のために、かすかな回折双曲線（faint diffraction hyperbolas）が現れます。既存の軽量検出器は感度よりも効率を優先しており、低周波の構造を保持できず、異種（heterogeneous）なクラッタを分離できません。そこで本研究では、物理的特徴の再構成によって微かな兆候を強調するためのフレームワークであるWSA-Netを提案します。単なるパラメータ削減を超えて、WSA-Netは4つの機構を統合します。部分畳み込みによる信号保持；異種クラッタを抑制するためのヘテロジニアス・グルーピング注意（heterogeneous grouping attention）；双曲線状のアークを鮮明にするための幾何学的再構成；意味的な曖昧さを解消するためのコンテキスト・アンカリング（context anchoring）。RTST datasetでの評価では、WSA-Netは2.412 Mパラメータのみで、0.6958 mAP@0.5および164 FPSを達成しました。これらの結果は、軽量アーキテクチャにおける信号中心の認識が、インフラ点検における見逃し（false negatives）を効果的に低減できることを示しています。