CN118411511A - 实例分割方法、系统、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实例分割方法、系统、存储介质及电子设备，所述方法包括以下步骤：对图像进行切片，获取切片图像向量；提取所述切片图像向量的切片特征；获取待检测的实例类别集合；提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征；对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码；将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。本发明的实例分割方法、系统、存储介质及电子设备通过利用文本信息，实现了精准的实例分割。
Description
技术领域
本发明属于深度学习的技术领域，特别是涉及一种实例分割方法、系统、存储介质及电子设备。
背景技术
实例分割(Instance Segmentation)是目标检测和语义分割的结合，在图像中将目标检测出来(目标检测)，然后对每个像素打上标签(语义分割)。实例分割通常处理与可计数事物相关的任务，可以检测图像中存在的每个对象或类别实例，并为其分配一个具有唯一标识符的不同掩码或边界框。实例分割是视觉经典四个任务中相对最难的一个，它需要做到像素层面上的分类，同时需要定位出不同实例，即使它们是同一种类。
现有技术中，实例分割算法通常存在实例之间分割不准的问题，也就是掩码或边界框的位置会出现像素点多或者少的问题，导致无法满足实际应用的需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种实例分割方法、系统、存储介质及电子设备，通过利用文本信息，实现了精准的实例分割。
第一方面，本发明提供一种实例分割方法，所述方法包括以下步骤：对图像进行切片，获取切片图像向量；提取所述切片图像向量的切片特征；获取待检测的实例类别集合；提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征；对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码；将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
在第一方面的一种实现方式中，每个切片图像向量包括RGB三通道的三个元素。
在第一方面的一种实现方式中，基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。
在第一方面的一种实现方式中，基于BERT模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
第二方面，本发明提供一种实例分割系统，所述系统包括第一获取模块、第一提取模块、第二获取模块、第二提取模块、总掩码生成模块和子掩码生成模块；
所述第一获取模块用于对图像进行切片，获取切片图像向量；
所述第一提取模块用于提取所述切片图像向量的切片特征；
所述第二获取模块用于获取待检测的实例类别集合；
所述第二提取模块用于提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征；
所述总掩码生成模块用于对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码；
所述子掩码生成模块用于将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
在第二方面的一种实现方式中，每个切片图像向量包括RGB三通道的三个元素。
在第二方面的一种实现方式中，所述第一提取模块基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。
在第二方面的一种实现方式中，所述第二提取模块基于BERT模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
第三方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行上述的实例分割方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被电子设备执行时实现上述的实例分割方法。
如上所述，本发明所述的实例分割方法、系统、存储介质及电子设备，具有以下有益效果：
(1)通过利用文本信息，实现了精准的实例分割，从而能够准确定位实例掩码位置；
(2)智能化程度高，极具实用性。
附图说明
图1显示为本发明的电子设备于一实施例中的场景示意图；
图2显示为本发明的实例分割方法于一实施例中的流程图；
图3显示为本发明的实例分割方法于一实施例中的架构示意图；
图4显示为本发明的实例分割系统于一实施例中的结构示意图；
图5显示为本发明的电子设备于一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明以下实施例提供了实例分割方法，其可应用于如图1所示的电子设备。本发明中所述电子设备可以包括具备无线充电功能的手机11、平板电脑12、笔记本电脑13、可穿戴设备、车载设备、增强现实(Augmented Reality，AR)/虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、超级移动个人计算机(Ultra-Mobile Personal Computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等，本发明实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。
例如，所述电子设备可以是具备无线充电功能的WLAN中的站点(STAION，ST)，可以是具备无线充电功能的蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(SessionInitiationProtocol，SIP)电话、无线本地环路(WirelessLocal Loop，WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant，PDA)设备、具备无线充电功能的手持设备、计算设备或其它处理设备、电脑、膝上型计算机、手持式通信设备、手持式计算设备、和/或用于在无线系统上进行通信的其它设备以及下一代通信系统，例如，5G网络中的移动终端、未来演进的公共陆地移动网络(PublicLand Mobile Network，PLMN)中的移动终端或者未来演进的非地面网络(Non-terrestrial Network，NTN)中的移动终端等。
例如，所述电子设备可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(GlobalSystem of Mobilecommunication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet RadioService，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution,LTE))、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service，SMS)、BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)，全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GLONASS)，北斗卫星导航系统(BeiDou navigationSatellite System，BDS)，准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，QZSS)和/或星基增强系统(Satellite Based Augmentation Systems，SBAS)。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
如图2和图3所示，于一实施例中，本发明的实例分割方法包括步骤S1-步骤S6。
步骤S1、对图像进行切片，获取切片图像向量。
具体地，对于进行实例分割的图片，首先将其整形为预设尺寸，如(224，224，3)；再：分离所述图像中的每一个像素点，可以获得与所述像素点个数一一对应的向量，即224*224个向量，每个向量包含RGB三通道的三个元素。
步骤S2、提取所述切片图像向量的切片特征。
具体地，基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。其中，VIT模型是自然语言处理和计算机视觉两个领域的融合结晶，在不依赖卷积操作的情况下，依然可以在图像分类任务上达到很好的效果。VIT模型的主体结构是基于Transformer模型的Encoder部分。
其中，所述VIT模型对着224*224个向量进行特征转化与提取，获得形状为(224*224，100，512)的切片特征。其中，100表示一张图像中最多出现100个实例，512为嵌入维度。
步骤S3、获取待检测的实例类别集合。
具体地，设定想要检测的实例类别集合，如{背景，汽车，狗，人物...}，假设共有51个实例类别。
步骤S4、提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
具体地，基于BERT(Bidirectional Encoder Representation fromTransformers，来自Transformer的双向自编码器)模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。其中，BERT模型旨在通过联合左侧和右侧的上下文，从未标记文本中预训练出一个深度双向表示模型。
在本发明中，BERT模型每个实例类别的类别特征，可以得到形状为(51，512)的形状特征。
步骤S5、对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码。
具体地，对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵乘法，获得概率矩阵。在所述概率矩阵中，对于每个实例选取概率分布最大的类别作为所述实例的预测类别，从而得到所述图像中所有实例的总掩码。
其中，对于每个形状为(224*224，100，51)的概率矩阵，相当于共224*224*100个预测分割的实例。而每一个预测分割的实例都有51个类别的概率分布。在本发明中选取51个概率最大的索引作为该预测分割的实例的类别，最后会得到形状为(224*224，100)的总掩码。
步骤S6、将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
具体地，将所述总掩码切分为100个形状为(224，224)的子掩码。不同的子掩码就表示不同的实例分割结果。于一实施例中，每一个掩码中的元素值域为[0,50]。不同的元素值代表不同的实例类别。例如，0代表背景，1代表汽车，2代表狗，3代表人物。
本发明实施例所述的实例分割方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
本发明实施例还提供一种实例分割系统，所述实例分割系统可以实现本发明所述的实例分割方法，但本发明所述的实例分割系统的实现装置包括但不限于本实施例列举的实例分割系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
如图4所示，于一实施例中，本发明的实例分割系统包括第一获取模块41、第一提取模块42、第二获取模块43、第二提取模块44、总掩码生成模块45和子掩码生成模块46。
所述第一获取模块41用于对图像进行切片，获取切片图像向量。
具体地，对于进行实例分割的图片，首先将其整形为预设尺寸，如(224，224，3)；再：分离所述图像中的每一个像素点，可以获得与所述像素点个数一一对应的向量，即224*224个向量，每个向量包含RGB三通道的三个元素。
所述第一提取模块42与所述第一获取模块41相连，用于提取所述切片图像向量的切片特征。
具体地，所述第一提取模块42基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。其中，VIT模型是自然语言处理和计算机视觉两个领域的融合结晶，在不依赖卷积操作的情况下，依然可以在图像分类任务上达到很好的效果。VIT模型的主体结构是基于Transformer模型的Encoder部分。
其中，所述VIT模型对着224*224个向量进行特征转化与提取，获得形状为(224*224，100，512)的切片特征。其中，100表示一张图像中最多出现100个实例，512为嵌入维度。
所述第二获取模块43用于获取待检测的实例类别集合。
具体地，设定想要检测的实例类别集合，如{背景，汽车，狗，人物...}，假设共有51个实例类别。
所述第二提取模块44与所述第二获取模块43相连，用于提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
具体地，所述第二提取模块44基于BERT(Bidirectional EncoderRepresentation from Transformers，来自Transformer的双向自编码器)模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。其中，BERT模型旨在通过联合左侧和右侧的上下文，从未标记文本中预训练出一个深度双向表示模型。
在本发明中，BERT模型每个实例类别的类别特征，可以得到形状为(51，512)的形状特征。
所述总掩码生成模块45与所述第一提取模块42和所述第二提取模块44相连，用于对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码。
具体地，对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵乘法，获得概率矩阵。在所述概率矩阵中，对于每个实例选取概率分布最大的类别作为所述实例的预测类别，从而得到所述图像中所有实例的总掩码。
其中，对于每个形状为(224*224，100，51)的概率矩阵，相当于共224*224*100个预测分割的实例。而每一个预测分割的实例都有51个类别的概率分布。在本发明中选取51个概率最大的索引作为该预测分割的实例的类别，最后会得到形状为(224*224，100)的总掩码。
所述子掩码生成模块46与所述总掩码生成模块45相连，用于将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
具体地，将所述总掩码切分为100个形状为(224，224)的子掩码。不同的子掩码就表示不同的实例分割结果。于一实施例中，每一个掩码中的元素值域为[0,50]。不同的元素值代表不同的实例类别。例如，0代表背景，1代表汽车，2代表狗，3代表人物。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如，模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块/单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块/单元显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来实现本发明实施例的目的。例如，在本发明各个实施例中的各功能模块/单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块/单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/单元集成在一个模块/单元中。
本领域普通技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(magnetictape)，软盘(floppy disk)，光盘(optical disc)及其任意组合。上述存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
本发明实施例还提供了一种电子设备。所述电子设备包括处理器和存储器。
所述存储器用于存储计算机程序。
所述存储器包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行上述的实例分割方法。
优选地，所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图5所示，本发明的电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元51，存储器52，连接不同系统组件(包括存储器52和处理单元51)的总线53。
总线53表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储器52可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)521和/或高速缓存存储器522。电子设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统523可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线53相连。存储器52可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块5241的程序/实用工具524，可以存储在例如存储器52中，这样的程序模块5241包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块5241通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、显示器等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备交互的设备通信，和/或与使得该电子设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口54进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器55与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器55通过总线53与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种实例分割方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对图像进行切片，获取切片图像向量；
提取所述切片图像向量的切片特征；
获取待检测的实例类别集合；
提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征；
对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码；
将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
2.根据权利要求1所述的实例分割方法，其特征在于：每个切片图像向量包括RGB三通道的三个元素。
3.根据权利要求1所述的实例分割方法，其特征在于：基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。
4.根据权利要求1所述的实例分割方法，其特征在于：基于BERT模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
5.一种实例分割系统，其特征在于，所述系统包括第一获取模块、第一提取模块、第二获取模块、第二提取模块、总掩码生成模块和子掩码生成模块；
所述第一获取模块用于对图像进行切片，获取切片图像向量；
所述第一提取模块用于提取所述切片图像向量的切片特征；
所述第二获取模块用于获取待检测的实例类别集合；
所述第二提取模块用于提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征；
所述总掩码生成模块用于对所述切片特征和所述类别特征进行矩阵相乘，选取所述图像中所有实例的总掩码；
所述子掩码生成模块用于将所述总掩码分割为各个实例对应的子掩码。
6.根据权利要求5所述的实例分割系统，其特征在于：每个切片图像向量包括RGB三通道的三个元素。
7.根据权利要求5所述的实例分割系统，其特征在于：所述第一提取模块基于VIT模型提取所述切片图像向量的切片特征。
8.根据权利要求5所述的实例分割系统，其特征在于：所述第二提取模块基于BERT模型提取所述实例类别集合中每个实例类别的类别特征。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行权利要求1至4中任一项所述的实例分割方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被电子设备执行时实现权利要求1至4中任一项所述的实例分割方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410497977.2A CN118411511A (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 实例分割方法、系统、存储介质及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410497977.2A CN118411511A (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 实例分割方法、系统、存储介质及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN118411511A true CN118411511A (zh) | 2024-07-30 |
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ID=91989095
Family Applications (1)
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| CN202410497977.2A Pending CN118411511A (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 实例分割方法、系统、存储介质及电子设备 |
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2024
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