[發明專利]一種基于語義分割模型的砂石圖像采集設備

在審

• 申請號: 202210386879.2
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN115205523A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 左治江;李世杰;李涵;曾凡琮;潘利波
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G06V10/26
• 分類號: G06V10/26;G06V10/82;G06V10/774;G06V10/764;G06K9/62;G06V10/12;G06N3/04;G06N3/08;G01N15/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本申請實施例中公開了一種基于語義分割模型的砂石圖像采集設備，包括相機、支架、旋轉托盤、操作臺以及圖像處理裝置，其中：相機通過支架安裝在操作臺上方，旋轉托盤安裝在操作臺的臺面上，且相機的拍攝方向正對旋轉托盤的托物面，旋轉托盤用于放置砂石，圖像處理裝置設置在相機一側，并且與相機連接；圖像處理裝置內置語義分割模型，語義分割模型包括特征提取模塊和語義映射模塊，特征提取模塊包括5個特征提取單元，語義映射模塊包括5個語義映射單元。本方案中的基于語義分割模型的砂石圖像采集設備不僅可以通過轉動旋轉托盤獲取砂石多個角度的拍攝圖片，而且還可以通過圖像處理裝置內置的語義分割模型對采集到的砂石圖片進行精準的分割。

技術領域

本申請涉及圖像采集及處理技術領域，具體涉及一種基于語義分割模型的砂石圖像采集設備。

背景技術

針對砂石混合圖像灰度值變化不連續，紋理特征復雜，灰度對比不明顯，無論是基于顏色特征(Hue Saturation Value，HSV)的閾值分割，到基于局部二值模式(LocalBinary Pattern，LBP)特征的分割，到基于灰度共生矩陣(Gray-level co-occurrencematrix)的特征分割，都無法將相似度極高的混凝土砂石難以精確的進行像素級分割。

為了提高砂石圖像分割的精確度，現亟需一種裝置，對混凝土砂石圖像進行精確的分割。

發明內容

本申請實施例中提供一種基于語義分割模型的砂石圖像采集設備，能夠實現從多角度對砂石進行圖像采集，并且對采集到的圖像進行精準的分割。

本申請提供一種基于語義分割模型的砂石圖像采集設備，所述基于語義分割模型的砂石圖像采集設備包括：相機、支架、旋轉托盤、操作臺以及圖像處理裝置，其中：

所述相機通過所述支架安裝在所述操作臺上方，所述旋轉托盤安裝在所述操作臺的臺面上，且所述相機的拍攝方向正對所述旋轉托盤的托物面，所述旋轉托盤用于放置砂石，所述圖像處理裝置設置在所述相機一側，并且與所述相機連接；

所述圖像處理裝置內置語義分割模型，所述語義分割模型包括特征提取模塊和語義映射模塊，所述特征提取模塊包括5個特征提取單元，每個特征提取單元均由第一卷積層、池化層以及正則化層組成，所述語義映射模塊包括5個語義映射單元，第一至四個語義映射單元由上采樣層以及第二卷積層組成，第5個語義映射單元由上采樣層、第二卷積層以及SoftMax分類層組成。

在一些實施例中，所述相機采用靜態采集方法采集所述旋轉托盤上砂石的砂石圖像。

在一些實施例中，所述相機每采集完一張砂石圖像時，根據預設的旋轉角度旋轉所述旋轉托盤，以實現相機從多角度對旋轉托盤上的砂石進行圖像采集。

在一些實施例中，當所述相機采集到所述旋轉托盤上砂石的砂石圖像之后，所述相機將所述砂石圖像輸入所述圖像處理裝置中，使得所述語義分割模型執行：

通過所述第一卷積層、所述池化層以及所述正則化層依次對所述砂石圖像進行線性濾波處理、最大池化處理以及批量正則化處理，得到所述砂石圖像的語義信息；

通過所述上采樣層、所述第二卷積層以及所述SoftMax分類層依次對所述語義信息進行上采樣處理、反卷積處理以及歸一化概率計算處理，得到所述砂石圖像的砂石分類圖像。

在一些實施例中，所述語義分割模型在執行所述通過所述第一卷積層、所述池化層以及所述正則化層依次對所述砂石圖像進行線性濾波處理、最大池化處理以及批量正則化處理，得到所述砂石圖像的語義信息步驟時，具體實現:

通過所述第一卷積層中預設的線性濾波公式、所述池化層中預設的最大池化公式以及所述正則化層中預設的批量正則化公式依次對所述砂石圖像進行線性濾波處理、最大池化處理以及批量正則化處理，得到所述砂石圖像的語義信息,其中：

所述線性濾波公式為：