[發(fā)明專利]基于空間編碼的目標(biāo)智能感知及識(shí)別系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110008122.5
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN112750174B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳碩;王東升;張馮頔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T9/00
• 分類號(hào): G06T9/00;G06N3/0464;G06N3/088;G06N3/09
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.基于空間編碼的目標(biāo)智能感知及識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括編碼模塊和成像模塊；其中，編碼模塊是將目標(biāo)識(shí)別模型編碼為空間中每個(gè)像素單元所對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，并將各像素單元的權(quán)重值輸入至成像模塊中的空間光調(diào)制器；成像模塊包括成像透鏡（2）、空間光調(diào)制器（3）、匯聚透鏡組（4）、單通道光電探測(cè)器（5）、數(shù)據(jù)采集卡（6）和計(jì)算機(jī)（7）；目標(biāo)物體（1）經(jīng)成像透鏡（2）后成像于空間光調(diào)制器（3）上，基于編碼模塊中獲得的線性模型，即空間中各像素單元的權(quán)重值，控制空間光調(diào)制器（3）上各像素單元處于“開”狀態(tài)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的空間編碼，經(jīng)空間編碼的光信號(hào)由匯聚透鏡組（4）匯聚后，由單通道光電探測(cè)器（5）采集，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡（6）將單通道測(cè)量值傳輸至計(jì)算機(jī)（7），并基于該單通道測(cè)量值對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，或基于多個(gè)不同空間的單通道測(cè)量值獲得經(jīng)空間編碼后的圖像；

所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)下述方法，具體步驟如下：

步驟一、獲取空間編碼所需的權(quán)重值；用于空間編碼的目標(biāo)識(shí)別模型為線性模型，且該線性模型通過(guò)無(wú)監(jiān)督特征提取或有監(jiān)督學(xué)習(xí)的方式獲得；其中，無(wú)監(jiān)督特征提取方式為直接將紋理、形狀、空間特征的提取過(guò)程編碼為線性模型，即空間中各像素單元的權(quán)重值；有監(jiān)督學(xué)習(xí)方式通過(guò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，即利用已知識(shí)別結(jié)果的圖像建立線性模型，獲得空間中各像素單元的權(quán)重值；

步驟二、控制空間光調(diào)制器進(jìn)行空間編碼；根據(jù)步驟一中所獲得的空間中各像素單元的權(quán)重值，控制空間光調(diào)制器上對(duì)應(yīng)的微鏡單元處于“開”狀態(tài)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的空間編碼，經(jīng)空間編碼的光信號(hào)由匯聚透鏡組匯聚后，由單通道光電探測(cè)器采集，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將單通道測(cè)量值傳輸至計(jì)算機(jī)；

步驟三、獲取識(shí)別結(jié)果或經(jīng)空間編碼后的圖像；若獲取識(shí)別結(jié)果，則直接根據(jù)步驟二所獲得的單通道測(cè)量值對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別；若獲取經(jīng)空間編碼后的圖像，則重復(fù)步驟一和步驟二對(duì)目標(biāo)的不同位置進(jìn)行局部空間編碼并獲取不同空間位置的單通道測(cè)量值，直至遍歷整個(gè)空間，獲得目標(biāo)經(jīng)空間編碼后的圖像，即獲得等效于經(jīng)圖像后處理后的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間編碼的目標(biāo)智能感知及識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼模塊中用于空間編碼的目標(biāo)識(shí)別模型為線性模型，所述線性模型通過(guò)無(wú)監(jiān)督特征提取或有監(jiān)督學(xué)習(xí)的方式獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間編碼的目標(biāo)智能感知及識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，其中，無(wú)監(jiān)督特征提取方式為直接將紋理、形狀、空間特征的提取過(guò)程編碼為線性模型，即空間中各像素單元的權(quán)重值；所述有監(jiān)督學(xué)習(xí)方式為通過(guò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，利用已知識(shí)別結(jié)果的圖像建立線性模型，獲得空間中各像素單元的權(quán)重值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間編碼的目標(biāo)智能感知及識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，利用線性模型對(duì)目標(biāo)進(jìn)行局部空間編碼，并通過(guò)單通道光電探測(cè)器兩次以上曝光，采集兩組以上不同空間位置的單通道測(cè)量值，進(jìn)而獲得目標(biāo)經(jīng)空間編碼后的圖像，即獲得等效于經(jīng)圖像后處理后的圖像。