[發(fā)明專利]用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像采集系統(tǒng)及樣本生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110347217.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN113191388B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)夏威;張昊;陳虹;劉智;張康;魏偉;冷文軍;張錦嵐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所
• 主分類號(hào): G06V10/774
• 分類號(hào): G06V10/774;G06N20/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 廖輝

本發(fā)明公開了一種用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像采集系統(tǒng)及樣本生成方法，屬于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括目標(biāo)展示平臺(tái)、圖像采集平臺(tái)、定位系統(tǒng)和圖像特征標(biāo)簽解算系統(tǒng)；目標(biāo)展示平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)待檢測(cè)目標(biāo)的多視角展示；圖像采集平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)多角度全方位采集目標(biāo)的圖像，結(jié)合目標(biāo)展示平臺(tái)自動(dòng)完成待檢測(cè)目標(biāo)的圖像樣本采集；定位系統(tǒng)用于獲取圖像采集平臺(tái)與目標(biāo)展示平臺(tái)的位置和姿態(tài)信息；圖像特征標(biāo)簽解算系統(tǒng)基于定位系統(tǒng)中的位置和姿態(tài)信息實(shí)現(xiàn)圖像特征標(biāo)簽解算。本發(fā)明可自動(dòng)完成待檢測(cè)目標(biāo)的圖像樣本采集和圖像特征標(biāo)簽解算，實(shí)現(xiàn)圖像檢測(cè)模型訓(xùn)練所需的樣本數(shù)據(jù)集的快速、大規(guī)模、精確地生成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像樣本采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)樣本生成方法，可產(chǎn)生用于基于機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)模型訓(xùn)練的大量高質(zhì)量數(shù)據(jù)樣本。

背景技術(shù)

當(dāng)前是信息時(shí)代，信息的獲得、加工、處理以及應(yīng)用都有了飛躍發(fā)展。人們認(rèn)識(shí)世界的重要知識(shí)來源就是圖像信息，在很多場(chǎng)合，圖像所傳送的信息比其他形式的信息更豐富、真切和具體。視覺作為人類獲取外界信息的主要載體，計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)智能化，就必須能夠處理圖像信息。目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別與檢測(cè)是計(jì)算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理的一個(gè)熱門方向，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人導(dǎo)航、智能視頻監(jiān)控、工業(yè)檢測(cè)、航空航天等諸多領(lǐng)域。因此，目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)也就成為了近年來理論和應(yīng)用的研究熱點(diǎn)，是圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺學(xué)科的重要分支，也是智能監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。

圖像目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)是通過存儲(chǔ)的信息與當(dāng)前的信息進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的識(shí)別與檢測(cè)。前提是圖像描述，描述是用數(shù)字或者符合表示圖像或景物中各個(gè)目標(biāo)的相關(guān)特征，甚至目標(biāo)之間的關(guān)系，最終得到的是目標(biāo)特征以及它們之間的關(guān)系的抽象表達(dá)。目前，圖像識(shí)別與檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)星遙感、機(jī)器人視覺、貨物檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、自主車導(dǎo)航、公安、銀行、交通、軍屬、電子商務(wù)和多媒體網(wǎng)絡(luò)通信等。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)技術(shù)，大大提高了圖像識(shí)別與檢測(cè)的準(zhǔn)確度和識(shí)別與檢測(cè)效率。

深度學(xué)習(xí)是高維空間的學(xué)習(xí)，基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)技術(shù)需要大量圖像樣本作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而達(dá)到足夠低的錯(cuò)誤率，完成對(duì)目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)模型的訓(xùn)練。然而，圖像樣本的制作不僅僅是需要采集圖像數(shù)據(jù)，還需要制作與之對(duì)應(yīng)的圖像特征標(biāo)簽，例如類型、狀態(tài)、方位、大小等目標(biāo)的特征信息。當(dāng)前目標(biāo)圖像特征標(biāo)簽都是人工錄入的，這導(dǎo)致對(duì)于大規(guī)模的圖像樣本而言，圖像特征標(biāo)簽的制作過程將極大地浪費(fèi)人力與時(shí)間成本。而且，由于人的個(gè)體差異、情緒狀態(tài)變化，可能導(dǎo)致圖像特征標(biāo)簽的準(zhǔn)確性差甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤，這種人為因素可能導(dǎo)致訓(xùn)練完成的目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)模型不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。為了快速、準(zhǔn)確地獲取圖像特征標(biāo)簽，有必要應(yīng)用一種用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像樣本采集系統(tǒng)及標(biāo)記方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像采集系統(tǒng)及樣本生成方法，系統(tǒng)在采集目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，快速、準(zhǔn)確地獲取圖像特征標(biāo)簽，自動(dòng)地完成目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像樣本生成。該系統(tǒng)能夠在采集目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的過程中，完成目標(biāo)、成像設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)特征信息的同步采集。樣本生成方法提供了一種同步采集目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)和制作圖像特征標(biāo)簽的手段，可實(shí)現(xiàn)用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的樣本數(shù)據(jù)生成。

一種用于目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練的圖像采集系統(tǒng)，目標(biāo)展示平臺(tái)、圖像采集平臺(tái)、定位系統(tǒng)和圖像特征標(biāo)簽解算系統(tǒng)；

所述目標(biāo)展示平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)待檢測(cè)目標(biāo)的多視角展示；

所述圖像采集平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)多角度全方位采集目標(biāo)的圖像，結(jié)合目標(biāo)展示平臺(tái)自動(dòng)完成待檢測(cè)目標(biāo)的圖像樣本采集；

所述定位系統(tǒng)用于獲取圖像采集平臺(tái)與目標(biāo)展示平臺(tái)的位置和姿態(tài)信息；

所述圖像特征標(biāo)簽解算系統(tǒng)基于定位系統(tǒng)中的位置和姿態(tài)信息實(shí)現(xiàn)圖像特征標(biāo)簽解算。

進(jìn)一步地，所述目標(biāo)展示平臺(tái)包括目標(biāo)承載云臺(tái)、平面移動(dòng)裝置、垂直移動(dòng)裝置和目標(biāo)平臺(tái)控制模塊；