[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111001467.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113688751A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉平;冼峰;夏萍;呂玉龍;戴毓文;陸勁蓉;徐鴻凱;徐彥琨;魏寧;張雙翼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海城投水務(wù)（集團(tuán)）有限公司制水分公司;上海城市水資源開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程中心有限公司;上海城投水務(wù)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海國(guó)智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31274
• 代理人: 潘建玲

1.一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，利用水下攝像頭采集礬花圖像，對(duì)采集圖像打標(biāo)，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，建立礬花識(shí)別AI模型，利用打標(biāo)數(shù)據(jù)作為監(jiān)督信號(hào)，對(duì)礬花識(shí)別AI模型進(jìn)行自主訓(xùn)練，獲得訓(xùn)練好的礬花識(shí)別AI模型；

步驟S2，利用水下攝像頭采集礬花圖像，利用訓(xùn)練好的所述礬花識(shí)別AI模型進(jìn)行識(shí)別；

步驟S3，對(duì)單幀圖像進(jìn)行區(qū)域劃分為M×M的區(qū)域，分別對(duì)單一區(qū)域計(jì)算礬花量化指標(biāo)，并對(duì)單一區(qū)域各類(lèi)礬花量化指標(biāo)進(jìn)行組合得到單幀圖像的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于，步驟S1進(jìn)一步包括：

步驟S100，利用水下攝像頭采集其景深范圍內(nèi)的礬花圖像；

步驟S101，確定各類(lèi)別礬花標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采集圖像打標(biāo)，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)；

步驟S102，建立多視角礬花檢測(cè)分割網(wǎng)絡(luò)的礬花識(shí)別AI模型，利用打標(biāo)數(shù)據(jù)作為監(jiān)督信號(hào)，對(duì)多視角礬花檢測(cè)分割網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，擬合標(biāo)注數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：于步驟S101中，依據(jù)礬花的相關(guān)業(yè)務(wù)以及拍攝圖像，確定三種類(lèi)別礬花的標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)確定的標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采集圖像打標(biāo)，對(duì)于在圖像上無(wú)法確定蓬松礬花和片狀礬花、礬花和模糊蓬松的圖像，添加備注數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：于步驟S102中，所述礬花識(shí)別AI模型采用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多層卷積與激活層，提取圖像的高級(jí)特征，并利用所提取的圖像高級(jí)特征，通過(guò)回歸任務(wù)回歸得出礬花的檢測(cè)框，以及利用圖像高級(jí)特征，通過(guò)分類(lèi)任務(wù)分類(lèi)得出礬花的類(lèi)型。

5.如權(quán)利要求4所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：于步驟S102中，通過(guò)大量礬花數(shù)據(jù)，利用反向傳播優(yōu)化模型參數(shù)，訓(xùn)練所述礬花識(shí)別AI模型；于步驟S2中，利用所述訓(xùn)練好的礬花識(shí)別AI模型識(shí)別采集圖像，檢出每個(gè)礬花類(lèi)別、概率以及位置屬性。

6.如權(quán)利要求5所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：所述單一區(qū)域每一礬花類(lèi)別的量化指標(biāo)包括該類(lèi)別在該區(qū)域的個(gè)數(shù)、置信平均、置信中位、面積平均以及面積中位。

7.如權(quán)利要求6所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：于步驟S3中，將M×M的所有區(qū)域三類(lèi)礬花量化指標(biāo)進(jìn)行組合得到15M²維的礬花量化指標(biāo)，即為單幀圖像的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的方法，其特征在于：于步驟S3中，從1分鐘內(nèi)采集的圖像等間隔選取F幀，計(jì)算單幀圖像的礬花量化指標(biāo)，然后將F幀相同礬花量化指標(biāo)求平均，得到時(shí)間量化后的礬花量化指標(biāo)。

9.一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的裝置，包括：

礬花識(shí)別AI模型構(gòu)建及訓(xùn)練單元，用于利用水下攝像頭采集礬花圖像，對(duì)采集圖像打標(biāo)，生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，建立礬花識(shí)別AI模型，利用打標(biāo)數(shù)據(jù)作為監(jiān)督信號(hào)，對(duì)礬花識(shí)別AI模型進(jìn)行自主訓(xùn)練，獲得訓(xùn)練好的礬花識(shí)別AI模型；

圖像采集識(shí)別單元，用于利用水下攝像頭采集礬花圖像，利用訓(xùn)練好的所述礬花識(shí)別AI模型進(jìn)行識(shí)別；

量化評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)單元，用于對(duì)單幀圖像進(jìn)行區(qū)域劃分為M×M的區(qū)域，分別對(duì)單一區(qū)域計(jì)算礬花量化指標(biāo)，并對(duì)單一區(qū)域三類(lèi)礬花量化指標(biāo)進(jìn)行組合得到單幀圖像的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。

10.如權(quán)利要求9所述的一種利用圖像識(shí)別技術(shù)分析礬花特征的裝置，其特征在于，所述量化評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)單元從1分鐘內(nèi)采集的圖像等間隔選取F幀，計(jì)算單幀圖像的礬花量化指標(biāo)，然后將F幀相同礬花量化指標(biāo)求平均，得到時(shí)間量化后的礬花量化指標(biāo)。