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CN110990633B - 基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法 - Google Patents

基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法，包括分类垃圾投递袋、垃圾投放处以及设置在垃圾投放处的若干垃圾桶，所述分类垃圾投递袋设置有对应所述垃圾桶的标识，所述垃圾桶上设置有识别码，还包括数据处理终端、图像采集模块以及感应模块，所述图像采集模块、感应模块设置在垃圾投放处，其中：所述感应模块用于采集垃圾投放处的感应信号，并将所述感应信号发送至所述图像采集模块；当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，该图像采集模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至数据处理终端；所述数据处理终端用于接收所述图像信息。

Description

基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法
技术领域
本发明涉及图像识别技术、监控系统等技术领域，具体涉及基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法。
背景技术
居民垃圾分类定点投递管理是大趋势，居民宣教、无人值守、惩罚取证是其难题。本运营管理方法利用居民丢垃圾自带流量特点，在生活垃圾投递点设立视频宣教宣告系统和惩罚取证摄像头系统，结合专利算法技术和抽查及云公示系统，可以方便地实现居民宣教宣告、无人值守及惩罚取证的实现。本运营管理方法也可以让运营者根据实际情况，选择定时管理和一定时期的有人值守配合，在增加一定财政预算的前提下，可以更为快速地提高垃圾分类居民参与率和准确率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法，通过图像识别技术来采集监控垃圾分类点，采用自动检测代替人工，方便取证，减少了人工成本，增加了监控时间阈值，提高了判断的准确率。
基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括分类垃圾投递袋、垃圾投放处以及设置在垃圾投放处的若干垃圾桶，所述分类垃圾投递袋设置有对应所述垃圾桶的标识，所述垃圾桶上设置有识别码，还包括数据处理终端、图像采集模块以及感应模块，所述图像采集模块、感应模块设置在垃圾投放处，其中：所述感应模块用于采集垃圾投放处的感应信号，并将所述感应信号发送至所述图像采集模块；当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，该图像采集模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至数据处理终端；所述数据处理终端用于接收所述图像信息。
本设计对垃圾分类实时监控，主要采用图像处理技术识别分类垃圾投递袋和垃圾桶的对应关系，基于上述系统可以实现对垃圾分类投放的实时监控，通过图像采集模块采集到的垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息来判断居民是否将垃圾分类或投放正确，判断和识别可采用现有图像识别技术实现，所述分类垃圾投递袋的标识为图像标识或颜色标识，用于区别不同类型的垃圾，不同种类的垃圾桶识别码也对应相应的分类垃圾投递袋标识；所述数据处理终端可以通过识别识别码和标识来判断垃圾投放是否正确；通过图像识别系统对垃圾投递点的垃圾桶分布进行自动编码，或者垃圾桶已经印有编码，能够被图像识别系统识别；有居民在某个垃圾桶投递时，系统自动在视频的时间点标注垃圾桶的编码，以便用于视频检索使用。
进一步的，为了提高定点的准确率、扩展识别码信息，所述识别码包括所述垃圾桶的定位信息、分类信息。
进一步的，为了提高大数据和数据整合，该系统还包括云服务器，所述云服务器包括云数据库和云处理器，所述云服务器与所述数据处理终端通信连接，所述云服务器用于接收并存储所述图像信息。在抽查某个垃圾桶，发现有不符合分类要求的垃圾袋时，可以向云服务器请求与该垃圾桶相关的居民垃圾投递视频，通过视频时间点的该垃圾桶标注获得检索视频，可以大幅度减少视频的查看工作量。
进一步的，为了增加警示作用，该系统还包括显示模块，所述显示模块与所述云服务器通信连接，所述显示模块设置在所述垃圾投放处。
进一步的，为了方便抽查，该系统还包括移动终端，所述移动终端包括摄像模块、通信模块，所述摄像模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将所述图像信息通过所述通信模块发送至云服务器。
基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括以下步骤：
S1、当居民到垃圾投放处投放垃圾时，触发所述感应模块并采集到感应信号，并将该感应信号发送至所述图像采集模块；
S2、当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，所述图像采集模块采集该居民与垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至所述数据处理终端；
S3、所述数据处理终端接收所述图像信息后，对所述图像信息进行存储并发送至云服务器；
S4、所述云服务器接收所述图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断后，生成公示信息；
S5、将所述公示信息发送至所述显示模块，所述显示模块播放所述公示信息。
带有抽查环节的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括以下步骤：
S1、当居民到垃圾投放处投放垃圾时，触发所述感应模块并采集到感应信号，并将该感应信号发送至所述图像采集模块；
S2、当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，所述图像采集模块采集该居民与垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至所述数据处理终端；
S3、所述数据处理终端接收所述图像信息后，对所述图像信息进行存储并发送至云服务器；
S4、所述移动终端通过摄像模块采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将所述图像信息通过所述通信模块发送至云服务器；
S5、所述云服务器接收所述图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断后，生成公示信息；
S6、将所述公示信息发送至所述显示模块，所述显示模块播放所述公示信息。
进一步的，为了方便定位和增加识别的准确程度，所述图像信息为带有时间戳的视频或图片，当生成所述时间戳时，抓取该时间戳与所述图像信息中的垃圾桶识别码形成匹配，例如检索视频时，搜索时间戳关键词，则可以得到该时间戳时间段内的所述图像信息中的出现过的垃圾桶识别码，而搜索垃圾桶识别码关键词时，则可以得到所述图像信息对应该垃圾桶识别码的所有时间戳。
进一步的，为了增加识别准确性，所述图像识别包括图像数据识别和人脸数据识别。
优选地，为了提高图像识别效率，所述图像数据识别采用SURF算法，所述人脸数据识别采用PFLD算法。
本发明的有益效果体现在：
本发明基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统及方法，采用自动检测代替人工，方便取证，减少了人工成本，增加了监控时间阈值，提高了判断的准确率；并且在居民垃圾分类实际运营工作中，居民会对不合格公示非常在意，当发现自己或邻居被不合格投递公示时，可以起到极好的警示作用，从而形成一种可持续的居民垃圾分类动力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示，基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括分类垃圾投递袋、垃圾投放处以及设置在垃圾投放处的若干垃圾桶，所述分类垃圾投递袋设置有对应所述垃圾桶的标识，所述垃圾桶上设置有识别码，还包括数据处理终端、图像采集模块以及感应模块，所述图像采集模块、感应模块设置在垃圾投放处，其中：所述感应模块用于采集垃圾投放处的感应信号，并将所述感应信号发送至所述图像采集模块；当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，该图像采集模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至数据处理终端；所述数据处理终端用于接收所述图像信息。
本设计对垃圾分类实时监控，主要采用图像处理技术识别分类垃圾投递袋和垃圾桶的对应关系，基于上述系统可以实现对垃圾分类投放的实时监控，通过图像采集模块采集到的垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息来判断居民是否将垃圾分类或投放正确，判断和识别可采用现有图像识别技术实现，所述分类垃圾投递袋的标识为图像标识或颜色标识，用于区别不同类型的垃圾，不同种类的垃圾桶识别码也对应相应的分类垃圾投递袋标识；所述数据处理终端可以通过识别识别码和标识来判断垃圾投放是否正确；
为了提高定点的准确率、扩展识别码信息，所述识别码包括所述垃圾桶的定位信息、分类信息。
为了提高大数据和数据整合，该系统还包括云服务器，所述云服务器包括云数据库和云处理器，所述云服务器与所述数据处理终端通信连接，所述云服务器用于接收并存储所述图像信息。
为了增加警示作用，该系统还包括显示模块，所述显示模块与所述云服务器通信连接，所述显示模块设置在所述垃圾投放处。
为了方便抽查，该系统还包括移动终端，所述移动终端包括摄像模块、通信模块，所述摄像模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将所述图像信息通过所述通信模块发送至云服务器。
基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括以下步骤：
S1、当居民到垃圾投放处投放垃圾时，触发所述感应模块并采集到感应信号，并将该感应信号发送至所述图像采集模块；
S2、当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，所述图像采集模块采集该居民与垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至所述数据处理终端；
S3、所述数据处理终端接收所述图像信息后，对所述图像信息进行存储并发送至云服务器；
S4、所述云服务器接收所述图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断后，生成公示信息；
S5、将所述公示信息发送至所述显示模块，所述显示模块播放所述公示信息。
为了方便定位和增加识别的准确程度，所述图像信息为带有时间戳的视频或图片。
为了增加识别准确性，所述图像识别包括图像数据识别和人脸数据识别。
为了提高图像识别效率，在本实施例中所述图像数据识别采用SURF算法，所述人脸数据识别采用PFLD算法。
其中所述图像数据识别采用的SURF算法全称为speed up robust feature，可以视为加速版的Sift算法，Sift算法的流程为：
1、提取关键点；
2、对关键点附加详细的信息(局部特征)也就是所谓的描述器；
3、通过两方特征点(附带上特征向量的关键点)的两两比较找出相互匹配的若干对特征点，也就建立了景物间的对应关系。
在Sift算法的基础上，SURF算法的特点还有：
1、使用积分图像完成图像卷积(相关)操作；
2、使用Hessian矩阵检测特征值；
3、使用基于分布的描述符(局部信息)。
SURF算法的一般步骤为：
1、构建Hessian矩阵；
2、构建尺度空间；
3、精确定位特征点；
4、主方向确定。
所述人脸数据识别采用PFLD算法是一种简单、快速、超高精度人脸特征点检测算法，很适合用于本实施例。
实施例2
带有抽查环节的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括以下步骤：S1、当居民到垃圾投放处投放垃圾时，触发所述感应模块并采集到感应信号，并将该感应信号发送至所述图像采集模块；S2、当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，所述图像采集模块采集该居民与垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至所述数据处理终端；S3、所述数据处理终端接收所述图像信息后，对所述图像信息进行存储并发送至云服务器；S4、所述移动终端通过摄像模块采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将所述图像信息通过所述通信模块发送至云服务器；S5、所述云服务器接收所述图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断后，生成公示信息；S6、将所述公示信息发送至所述显示模块，所述显示模块播放所述公示信息。
在实际使用中：
(1)居民到定点投递点向垃圾桶丢垃圾时，摄像头系统启动摄像记录居民垃圾投递视频；(2)图像识别技术获取垃圾桶定位信息，并将视频时间点与垃圾桶定位信息存储到数据库中；(3)抽查某个垃圾桶发现未分类或不合格垃圾投递袋时，通过向视频检索系统输入垃圾桶定位信息，获得与该垃圾桶相关的视频资料，并进行图像图片比对，获得投递该垃圾袋的居民信息；(4)上传不合格垃圾投递袋图像资料及检索到的视频资料；(5)抽查云公示系统后台处理不合格垃圾投递袋图像资料及检索到的视频资料；(6)通过云公示系统向该投递点的视频系统传输图像资料；(7)按照规定时间在该投递点的视频系统上播放这些图像资料。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，其特征在于：包括分类垃圾投递袋、垃圾投放处以及设置在垃圾投放处的若干垃圾桶，所述分类垃圾投递袋设置有对应所述垃圾桶的标识，所述垃圾桶上设置有识别码，所述识别码包括所述垃圾桶的定位信息、分类信息；
还包括数据处理终端、图像采集模块以及感应模块，所述图像采集模块、感应模块设置在垃圾投放处，其中：
所述感应模块用于采集垃圾投放处的感应信号，并将所述感应信号发送至所述图像采集模块；
当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，该图像采集模块用于采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至数据处理终端；
所述数据处理终端用于接收所述图像信息，并对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，将所述定位信息、分类信息以及图像数据存储至云数据库；
还包括移动终端、云服务器和显示模块；
所述移动终端由抽查人员配置，用于在抽查时采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将采集的图像信息发送至云服务器；
所述云服务器接收抽查人员采集的图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断，生成公示信息，其中，所述公示信息为从云数据库中确定出的不合格垃圾袋投递的图像信息；
所述显示模块播放所述公示信息。
2.基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，其特征在于：基于权利要求1所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理系统，包括以下步骤：
S1、当居民到垃圾投放处投放垃圾时，触发所述感应模块并采集到感应信号，并将该感应信号发送至所述图像采集模块；
S2、当所述图像采集模块接收到所述感应信号时，所述图像采集模块采集该居民与垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将该图像信息发送至所述数据处理终端；
S3、所述数据处理终端接收所述图像信息后，对所述图像信息进行存储并发送至云服务器；
S4、所述移动终端通过摄像模块采集所述垃圾投放处、垃圾桶识别码以及分类垃圾投递袋的标识的图像信息，并将所述图像信息通过通信模块发送至云服务器；
S5、所述云服务器接收由移动终端采集的图像信息，通过云处理器对该图像信息进行图像识别获取定位信息、分类信息以及图像数据，并将定位信息、分类信息以及图像数据与所述云数据库进行对比判断，生成公示信息，其中，所述公示信息为从云数据库中确定出的不合格垃圾袋投递的图像信息；
S6、将所述公示信息发送至所述显示模块，所述显示模块播放所述公示信息。
3.根据权利要求2所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，其特征在于：所述图像信息为带有时间戳的视频或图片，当生成所述时间戳时，抓取该时间戳与所述图像信息中的垃圾桶识别码形成匹配。
4.根据权利要求2所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，其特征在于：所述图像识别包括图像数据识别和人脸数据识别。
5.根据权利要求4所述的基于图像检索及公示系统的垃圾分类定点管理方法，其特征在于：所述图像数据识别采用SURF算法，所述人脸数据识别采用PFLD算法。
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