[發明專利]基于多特征融合與支持向量機的混合細骨料分類識別方法

在審

• 申請號: 202110401898.3
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113095412A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 白艷萍;續婷;譚秀輝;程蓉;李建軍;侯宇超;張成;張莉
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N20/10
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發明是基于多特征融合與支持向量機的混合細骨料分類識別方法，涉及建筑垃圾資源化處理領域；具體為對再生混合細骨料圖像處理成正方形圖像，隨機分成訓練集和測試集；分別對訓練集和測試集的圖像分離重構出R、G、B三個通道，使用CNN提取三通道圖像的顏色特征；使用MB?LBP提取三通道圖像的手工紋理特征；將三通道顏色特征和三通道手工紋理特征進行融合，得到待識別再生混合料圖像的特征向量；將特征向量輸入到SVM分類器中進行分類，并利用網格搜索算法對分類結果進行優化；本發明解決了再生混合細骨料中舊砂漿和再生磚混合比確定的問題，提高了再生混合細骨料中成分混合比識別的準確性。

技術領域

本發明涉及建筑垃圾資源化處理技術領域，具體涉及一種基于多特征融合與支持向量機的混合細骨料分類識別方法。

背景技術

隨著城市化進程加速發展，每年新建建筑和拆除舊建筑都會產生大量建筑垃圾。每年建筑垃圾中廢棄混凝土約占40%以上，廢磚約占40 %以上，為了社會的可持續發展，建筑垃圾資源化再利用尤為關鍵。目前，建筑垃圾再生骨料可用作再生磚骨料混凝土、路基填料和路面基層、路面再生混凝土等骨料中的細骨料，為了控制再生磚骨料混凝土或路基、路面基層、路面再生混凝土的強度，需要控制骨料中再生混合骨料的取代率，對于再生細骨料（粒徑不大于4.75mm），由于粒徑小，再生細骨料中舊砂漿和再生磚骨料難于裸眼識別，由此造成工程中和實驗室內都無法準確確定再生混合細骨料中舊砂漿和再生磚的混合比，影響了對混合細骨料的合理再利用。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提出一種建筑垃圾再生混合細骨料（再生舊砂漿和再生粘土磚混合料）同粒徑區間再生舊砂漿與再生粘土磚顆粒識別分類方法。

為了達到上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的。

基于多特征融合與支持向量機（SVM）的混合細骨料分類識別方法，包括以下步驟：

a）圖像處理：對再生混合細骨料的圖像進行處理，將其透視變換成正方形圖像，得到原樣本集，并將原樣本集隨機劃分成訓練集和測試集，所述再生混合細骨料由舊砂漿細骨料和再生粘土細骨料組成。

b）特征提取：采用卷積神經網絡（CNN）與多塊局部二值模式（MB-LBP）融合的方法提取訓練集和測試集中的圖像特征；具體是分別對訓練集和測試集的圖像分離重構出R、G、B三個通道，使用CNN提取三通道圖像顏色特征；使用MB-LBP提取三個通道圖像的手工紋理特征；將CNN提取的三通道顏色特征和MB-LBP提取的三通道手工紋理特征進行融合，得到待識別再生混合料圖像的特征向量。

c）圖像識別：將所述特征向量輸入到SVM分類器中進行分類，并利用網格搜索算法對分類結果進行優化。

d）從測試集中隨機取出≥50%樣本進行測試，測試其分類正確率≥85%，訓練結束。

優選的，所述再生混合細骨料的制備過程為：采用再生舊砂漿和再生粘土磚，對其分別破碎，采用4.75mm和0.15mm篩，制備細骨料；然后使用篩分后的細骨料制備0.15mm~0.3mm，0.3mm~0.6mm，0.6mm~1.18mm，1.18mm~2.36mm和2.36mm~4.75mm五個粒級中的標準樣品，分別取五個粒級中的任意單一粒徑區間的再生舊砂漿樣品和再生粘土磚樣品，然后按一定體積比配置混合樣品。

優選的，配置的混合樣品中，再生舊砂漿樣品和再生粘土磚樣品的體積比為10:0、9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9和0:10。

優選的，再生混合細骨料圖像的獲取方式為：將再生混合細骨料的樣品置于拍照箱體的中心；按照拍照箱體的頂板幾何中心、幾何中心到對角線連線中點共5個點位調焦拍照。

更優的，所述拍照箱體為一立方體，拍照箱體的頂板設置有拍攝裝置，所述拍照箱體內設置有光源。

優選的，再生混合細骨料的圖像≥3000×3000 像素（ppi）。