[發(fā)明專利]面向多攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)中單個(gè)攝像頭損壞的自動檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710704123.7
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107396094B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁澤峰;李恒宇;饒進(jìn)軍;丁長權(quán);謝少榮;羅均
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;H04N7/18;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種面向多攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)中單個(gè)攝像頭損壞的自動檢測方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1) 采集，制作訓(xùn)練測試樣本集，其步驟如下：

(1a) 采集原始圖像：同時(shí)采集m個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)中的圖像各n張，其中m，n為正整數(shù)，縮放到300×300大小，分別對應(yīng)的放在m個(gè)文件夾中，其中各文件夾中n張圖片按照采集時(shí)間先后順序，從1到n編號；

(1b) 制作損壞圖像：從編號1開始到編號n，每次以50%的概率選擇是否要損壞該編號圖片；如果選擇是，則從m個(gè)文件中隨機(jī)選擇一個(gè)文件夾，每個(gè)文件夾被選中的概率是1/m；把選中的文件夾中的該編號圖片上增加隨機(jī)形狀，隨機(jī)顏色的純色圖像塊，該圖像塊面積占該圖片面積的30%以上，則代表該攝像機(jī)損壞；每張圖像都生成同名文本文件，文件內(nèi)容為該圖片label，如果該圖片損壞label為1，沒有損壞label為0；

(1c) 訓(xùn)練階段，按照m個(gè)文件夾順序輸入m張圖像，在連接層，把m張300×300×3在通道上合并成300×300×（3×m）大小，并把label設(shè)置為文件夾中該編號圖像label為1的文件夾標(biāo)簽；

(2) 構(gòu)造本方法所用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其步驟如下：

(2a) 網(wǎng)絡(luò)的輸入是按固定順序輸入的m個(gè)攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像幀，其中每張圖像被縮放到300×300×3大小，即300個(gè)像素寬，300個(gè)像素高，每張彩色圖3個(gè)通道；接下來的連接層將m個(gè)相機(jī)圖像在通道上合并成300×300×（3×m）大小；最后在全連接層輸出m+1個(gè)值，分別表示m+1類概率的大小，如果第零類的概率最大，則表示m個(gè)相機(jī)都正常工作；如果第一類的概率最大，表示相機(jī)1工作不正常；如果第二類的概率最大，表示相機(jī)2工作不正常；如果第三類的概率最大，表示相機(jī)3工作不正常；如果第m類的概率最大，表示相機(jī)m工作不正常；

(3) 用樣本訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，其步驟如下：

(3a) 將樣本輸入網(wǎng)絡(luò)并在連接層合并圖像，生成樣本標(biāo)簽后，再經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操作，在全連接層，按照如下公式，輸出m+1個(gè)值，代表m+1類的概率；

其中，X是全連接輸出層上一層的網(wǎng)絡(luò)輸出矩陣，是全連接層第i個(gè)輸出單元的權(quán)值矩陣，b是全連接層的前置項(xiàng)，指第i個(gè)輸出單元的輸出值，i 從0 ~ m一共m+1個(gè)值；分別代表m+1類的類別概率；

(3b) 將全連接層的各類概率輸出值輸入到SoftmaxWithLoss層，依據(jù)如下公式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的損失值，并反向傳播訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，

其中，k表示類別，y表示該樣本label，指第i個(gè)樣本的概率值；

(4) 用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)用，其步驟如下：

(4a) 部署以上訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的輸入是按固定順序輸入的m個(gè)攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像幀，其中每張圖像被縮放到300×300×3大小，即300個(gè)像素寬，300個(gè)像素高，每張彩色圖3個(gè)通道；接下來的連接層將m個(gè)相機(jī)圖像在通道上合并成300×300×（3×m）大小；再進(jìn)行卷積層，池化層，激活層操作；最后在全連接層輸出m+1個(gè)值，分別表示m+1類概率的大小，如果第零類的概率最大，則表示m個(gè)相機(jī)都正常工作；如果第一類的概率最大，表示相機(jī)1工作不正常；如果第二類的概率最大，表示相機(jī)2工作不正常；如果第三類的概率最大，表示相機(jī)3工作不正常；如果第m類的概率最大，表示相機(jī)m工作不正常；以此，實(shí)現(xiàn)多攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)中單個(gè)攝像頭損壞的自動檢測。