[發(fā)明專利]一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110830024.X
• 申請(qǐng)日: 2021-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN113567436A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石劍虹;李永豪;曾貴華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G01N21/01;G06N3/04;G06K9/62
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括光源、空間光調(diào)制裝置、透鏡、探測(cè)器與處理器模塊，其中，所述空間光調(diào)制裝置用于調(diào)制所述光源發(fā)射的光并照射至目標(biāo)場(chǎng)景，所述空間光調(diào)制裝置使用預(yù)置的調(diào)制信息進(jìn)行光場(chǎng)調(diào)制，所述空間光調(diào)制裝置生成的空間光場(chǎng)為離散余弦結(jié)構(gòu)光分布的光場(chǎng)，所述透鏡用于匯聚所述目標(biāo)場(chǎng)景的反射光，所述探測(cè)器用于探測(cè)所述反射光的強(qiáng)度，所述處理器模塊用于采集所述探測(cè)器的數(shù)據(jù)并對(duì)所述目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行顯著性目標(biāo)檢測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理器分別與所述空間光調(diào)制裝置和所述探測(cè)器連接，實(shí)現(xiàn)同步控制。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述離散余弦結(jié)構(gòu)光由以下公式獲得：

其中，當(dāng)u或v取值為0時(shí)，當(dāng)u或v取值不為0時(shí)，α(u or v)＝1；x，y，u，v，M，N為離散余弦變換中的變量，取值范圍為0到128之間。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)器為陣列探測(cè)器或單像素探測(cè)器，所述單像素探測(cè)器為光電二極管或光電倍增管。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光源為單色LED光源或熱光源，所述透鏡為凹透鏡或凸透鏡。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述空間光調(diào)制裝置為空間光調(diào)制器或數(shù)字投影儀。

7.一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、空間光調(diào)制裝置調(diào)制光源發(fā)射的光并照射至目標(biāo)場(chǎng)景處；

步驟2、透鏡匯聚所述目標(biāo)場(chǎng)景的反射光；

步驟3、處理器模塊采集探測(cè)器探測(cè)的所述反射光的強(qiáng)度；

步驟4、對(duì)所述處理器模塊采集的光強(qiáng)值矩陣進(jìn)行一次離散余弦變換，并經(jīng)過近似濾波和一次離散余弦反變換獲得所述目標(biāo)場(chǎng)景的離散余弦系數(shù)矩陣；

步驟5、對(duì)所述離散余弦系數(shù)矩陣進(jìn)行一次離散余弦反變換之后，輸入到深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取所述目標(biāo)場(chǎng)景中的顯著性目標(biāo)區(qū)域。

8.如權(quán)利要求7所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1中，所述空間光調(diào)制裝置使用預(yù)置調(diào)制信息進(jìn)行光場(chǎng)調(diào)制，生成的空間光場(chǎng)為離散余弦結(jié)構(gòu)光分布的光場(chǎng)。

9.如權(quán)利要求8所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述離散余弦結(jié)構(gòu)光由以下公式獲得：

其中，當(dāng)u或v取值為0時(shí)，當(dāng)u或v取值不為0時(shí)，α(u or v)＝1；x，y，u，v，M，N為離散余弦變換中的變量，取值范圍為0到128之間。

10.如權(quán)利要求7所述的一種基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顯著性目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟4中，所述離散余弦系數(shù)矩陣D(u,v)采用以下方式獲得：

DI(u',v')＝D{I(u,v)}

DI(0,0)＝[DI(0,1)+DI(1,0)+DI(1,1)]/3

D(u,v)＝D^-1{DI(u',v')}

其中，D{}表示離散余弦變換；D^-1{}表示離散余弦逆變換；I(u,v)對(duì)應(yīng)于離散余弦光P(x,y；u,v)的探測(cè)器的響應(yīng)，即探測(cè)到的總光強(qiáng)值。