[發(fā)明專利]基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811295296.9
• 申請(qǐng)日: 2018-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN109284754A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李順龍;郭亞朋;徐陽;李惠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/32
• 分類號(hào): G06K9/32;G06K9/46;G06T7/13;G06T7/155
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、整理網(wǎng)絡(luò)上海量的船舶圖片作為原始數(shù)據(jù)，對(duì)輸入的圖像進(jìn)行降采樣，根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)使用矩形框?qū)挡蓸雍蟮膱D像中的船舶區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，獲得用于表示矩形框位置和大小的數(shù)據(jù)；

步驟二、將訓(xùn)練集輸入至深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行遷移訓(xùn)練；訓(xùn)練過程中使用的損失函數(shù)為多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，優(yōu)化算法為自適應(yīng)矩估計(jì)優(yōu)化算法；

步驟三、將待識(shí)別的橋梁區(qū)域船舶往來視頻提取關(guān)鍵幀重采樣后輸入至訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到以矩形框?yàn)楸硎镜亩ㄎ唤Y(jié)果；

步驟四、將矩形框定位結(jié)果由BGR色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，使用形態(tài)學(xué)運(yùn)算尋找船舶幾何輪廓，得到幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，步驟一具體包括：

步驟一一、整理網(wǎng)絡(luò)上海量的船舶圖片，數(shù)量500張以上，包括不同背景、光照條件、拍攝角度的船舶圖片；

步驟一二、對(duì)輸入的圖像進(jìn)行降采樣，設(shè)定兩種判定類型，即船舶和背景，用矩形框?qū)挡蓸雍髨D像中的船舶區(qū)域進(jìn)行人工標(biāo)記，獲得矩形框的左上角坐標(biāo)及長(zhǎng)度、寬度像素值，并對(duì)船舶區(qū)域打標(biāo)簽，背景為0，船舶為1；

步驟一三、將輸入圖像水平翻轉(zhuǎn)、垂直翻轉(zhuǎn)、BGR三個(gè)通道施加10％的干擾，分別得到翻轉(zhuǎn)或干擾后的圖像，并對(duì)得到的圖像進(jìn)行進(jìn)一步的步驟一二的處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，步驟二中自適應(yīng)矩估計(jì)優(yōu)化算法具體為：

式中g(shù)_t為第t步的梯度，m_t為第t步的梯度一階矩，v_t為第t步的梯度二階矩，β₁為一階動(dòng)量衰減系數(shù)，β₂為二階動(dòng)量衰減系數(shù)，ε為數(shù)值穩(wěn)定量，η為學(xué)習(xí)率，θ_t表示第t步的待優(yōu)化參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，步驟三中，提取關(guān)鍵幀的速率為能夠準(zhǔn)確描述船舶時(shí)序運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn)，重采樣的規(guī)格為能夠符合深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入尺寸為準(zhǔn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，步驟四中使用像素切割將矩形框定位結(jié)果從原圖片中裁剪，將該部分變換到HSV色彩空間，并在Saturation通道進(jìn)行OSTU圖像二值化處理，然后進(jìn)行形態(tài)運(yùn)算。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁區(qū)域船舶幾何輪廓自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征在于，步驟四中形態(tài)學(xué)運(yùn)算時(shí)需進(jìn)行開運(yùn)算和閉運(yùn)算，開運(yùn)算核尺寸大小為9×9像素，進(jìn)行一次，閉運(yùn)算核尺寸大小為9×9像素，進(jìn)行兩次，以11×11像素進(jìn)行一次。