CN111814580A - 一种目标有效识别装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种目标有效识别装置及方法，通过控制旋转电机正转及反转可以控制摄像头旋转，可以对摄像头的位置进行改变，使摄像头具有更广泛的监测范围，便于数据图像进行多角度获取，并且通过对目标轮廓采用离散轮廓演化算法，可以简化目标轮廓，抑制噪声和量化误差对目标轮廓的影响，且离散轮廓演化算法对噪声干扰具有很好的鲁棒性，能够获得稳定的轮廓演化结果。
Description
技术领域
本发明属于智能识别技术领域，具体涉及一种目标有效识别装置及方法。
背景技术
目标识别是图像处理、模式识别和计算机视觉领域的研究热点之一，广泛应用于日常生活、工业应用和军事活动中的各个领域。
图像识别方法可根据图像的特征分为基于图像纹理、图像颜色、图像轮廓等识别方法。认知心理学专家认为，人类视觉对目标的轮廓特征比颜色和纹理等特征更敏感，识别的鲁棒性和稳定性更高，因此基于图像轮廓的目标识别是图像识别研究的热点。
在图像识别过程中需要对图像进行获取，现有的图像获取装置无法进行多角度范围调节，其对图像数据只能监视摄入到一部分，可视范围较窄盲区较大。
并且，对于目标轮廓，现有轮廓平滑方法很难在保留轮廓特征和抑制噪声之间取得平衡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种目标有效识别装置及方法，以解决上述的技术问题。
为实现上述目的，本发明在其第一个方面中提供如下技术方案：一种目标有效识别方法，该方法包括以下步骤：
S1：利用摄像头a及摄像头b分别获取目标物图片a及目标物图片b；
S2：对目标物图片a及目标物图片b进行预处理；
S3：利用目标识别装置分别对目标物图片a及目标物图片b进行轮廓识别，并得出目标轮廓a及目标轮廓b；
S4：对目标轮廓a及目标轮廓b进行预处理；
S5：对目标轮廓a及目标轮廓b进行划分；
S6：对已划分目标轮廓a及目标轮廓b进行平滑处理；
S7：对目标轮廓a及目标轮廓b进行特征描述并获得描述符a及描述符b
S8：将描述符a及描述符b分别与模板库进行匹配，得到识别结果a及识别结果b；
S9：对识别结果a及识别结果b进行对比，最终得出对比识别结果。
优选的，所述S1中目标物图片a及目标物图片b按照30帧每秒的采样速度对摄像头a及摄像头b获取视频中的帧图像进行读取，并对各个单帧图片进行分析，挑选出清晰度最高的图片。
优选的，所述S2中对目标物图片a及目标物图片b进行预处理为对目标物图片a及目标物图片b进行灰度化及灰度增强，采用二值化处理获得数字二值化图像并分割出目标。
优选的，所述S4中对目标轮廓a及目标轮廓b进行预处理，为通过离散轮廓演化算法简化目标轮廓a及目标轮廓b，抑制噪声和量化误差对目标轮廓a及目标轮廓b的影响。
优选的，所述S5中，对目标轮廓a及目标轮廓b进行划分，利用曲率将目标轮廓a及目标轮廓b分别划分为特征区域和非特征区域。
优选的，所述S6中对已划分目标轮廓a及目标轮廓b的特征区域和非特征区域分别进行平滑处理，并在包含轮廓特征较多的特征区域，采用方差较小的高斯平滑滤波器进行处理，在轮廓特征较少的非特征区域，采用方差较大的高斯平滑滤波器进行处理。
优选的，所述S7中对目标轮廓a及目标轮廓b采用SC特征描述符作为形状描述子进行描述，并获得描述符a及描述符b。
本发明在其第二个方面中提供如下技术方案：一种目标有效识别装置，包括固定底座、安装柱、旋转电机、摄像头a、摄像头b及目标识别装置，其中：
所述固定底座顶部固定设置有安装柱，且所述安装柱为圆柱形中空腔体结构；
所述安装柱内部固定设置有旋转电机，且所述旋转电机输出端与旋转盘传动连接；
所述旋转盘位于所述安装柱顶部，且所述旋转盘可相对于所述安装柱进行旋转；
所述旋转盘两侧固定设置有安装座，所述安装座底部固定设置有摄像头a及摄像头b；
所述安装柱顶部固定设置有防护罩，且所述防护罩上设置有可容纳安装座进行旋转的连接孔；
所述防护罩内部固定设置有目标识别装置，且所述摄像头a及摄像头b分别与所述目标识别装置电性连接。
优选的，所述安装柱上固定设置有控制按钮，且所述控制按钮与所述旋转电机电性连接。
本发明的技术效果和优点：该一种目标有效识别装置及方法：
1、通过控制旋转电机正转及反转可以控制摄像头旋转，可以对摄像头的位置进行改变，使摄像头具有更广泛的监测范围，便于数据图像进行多角度获取；
2、通过对目标轮廓采用离散轮廓演化算法，可以简化目标轮廓，抑制噪声和量化误差对目标轮廓的影响，且离散轮廓演化算法对噪声干扰具有很好的鲁棒性，能够获得稳定的轮廓演化结果；
3、通过对目标轮廓进行划分，并分别对划分目标轮廓别进行平滑处理，通过对特征区域和非特征区域采取差异化处理，不仅可以很好地保留轮廓特征和细节信息，并且而且改善抑制噪声的效果。
附图说明
图1为本发明目标有效识别装置的结构示意图；
图2为本发明目标有效识别装置的剖视图；
图3为本发明目标有效识别方法的步骤示意图。
图中：1-摄像头a，2-摄像头b，3-目标识别装置，4-固定底座，5-安装柱，6-旋转电机，7-旋转盘，8-安装座，9-防护罩；
51-控制按钮；
91-连接孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图3中所示的一种目标有效识别方法，该方法包括以下步骤：
S1：利用摄像头a1及摄像头b2分别获取目标物图片a及目标物图片b，摄像头a1及摄像头b2分别按照30帧每秒的采样速度对获取视频中的帧图像进行读取，并对各个单帧图片进行分析，挑选出清晰度最高的图片作为目标物图片a及目标物图片b。
S2：对目标物图片a及目标物图片b进行预处理，通过采用目标识别装置3对目标物图片a及目标物图片b进行灰度化及灰度增强，采用二值化处理获得数字二值化图像并分割出目标。
在本发明中，图像灰度化采用的平均值法，即将彩色图片灰度化后的灰度值等三原色通道亮度的平均值，获得灰度化图像，并将经图像灰度化后的图像进行灰度增强。
S3：利用目标识别装置3分别对目标物图片a及目标物图片b进行轮廓识别，并得出目标轮廓a及目标轮廓b，在三维空间中，当视线中目标深度和目标距离相比十分小时，由于相机视角和位置的不同引起目标形状的变化可以近似等效为仿射变换，对于仿射目标识别，本领域工作人员可利用B-样条函数和曲率尺度空间实现二维仿射目标匹配，通过利用B-样条函数得到目标物图片a及目标物图片b轮廓的连续曲线，从而产生曲率尺度空间图像来描述轮廓特征。
S4：对目标轮廓a及目标轮廓b进行预处理，通过离散轮廓演化算法，可以简化目标轮廓a及目标轮廓b，抑制噪声和量化误差对目标轮廓a及目标轮廓b的影响，并且离散轮廓演化算法可将二维目标轮廓演化为凸多边形，从而提取出有意义的视觉部分，且离散轮廓演化算法对噪声干扰具有很好的鲁棒性，能够获得稳定的轮廓演化结果。
离散轮廓演化算法在演化过程中能剔除边界变形点，还会保留对轮廓识别贡献大的特征点，离散轮廓演化算法不仅对目标轮廓a及目标轮廓b变形具有一定的鲁棒性，且大大减少了目标轮廓a及目标轮廓b的采样点数目，有利于提高轮廓特征描述符的构造速度。
S5：对目标轮廓a及目标轮廓b进行划分，由于曲率可以直观地反映轮廓的特征信息，本发明通过采用轮廓曲率的局部分布可以有效抑制噪声的影响，保证轮廓划分的稳定性，将目标轮廓a及目标轮廓b分别划分为特征区域和非特征区域。
S6：对已划分目标轮廓a及目标轮廓b进行平滑处理，在包含轮廓特征较多的特征区域，采用方差较小的高斯平滑滤波器进行处理，在轮廓特征较少的非特征区域，采用方差较大的高斯平滑滤波器进行处理。
通过对特征区域和非特征区域采取差异化处理，不仅很好保留了轮廓特征和细节信息，而且改善了抑制噪声的效果。
S7：对目标轮廓a及目标轮廓b进行特征描述并获得描述符a及描述符b，采用SC特征描述符作为形状描述子进行描述，并获得描述符a及描述符b
S8：将描述符a及描述符b分别与模板库进行匹配，得到识别结果a及识别结果b；
S9：对识别结果a及识别结果b进行对比，最终得出对比识别结果，若是对识别结果a及识别结果b相同，则输出对比识别结果，若是对识别结果a及识别结果b不相同，则选取匹配差值最小的识别结果作为对比识别结果。
本发明提供了如图1-2中所示的一种目标有效识别装置，包括固定底座4、安装柱5、旋转电机6、摄像头a1、摄像头b2及目标识别装置3，其中：
所述固定底座4顶部固定设置有安装柱5，固定底座4上设置有螺孔，可方便对固定底座4进行安装，且所述安装柱5为圆柱形中空腔体结构。
在本发明中，固定底座4与安装柱5为一体成型结构，可以有效增加可增加安装柱5的强度及稳固性。
所述安装柱5内部固定设置有旋转电机6，所述旋转电机6通过电机座固定设置于安装柱5内部，且所述旋转电机6输出端与旋转盘7传动连接，所述旋转盘7位于所述安装柱5顶部，且所述旋转盘7可相对于所述安装柱5进行旋转，所述旋转盘7两侧固定设置有安装座8，所述安装座8底部固定设置有摄像头a1及摄像头b2，通过控制旋转电机6正转及反转可以达到控制摄像头a1及摄像头b2旋转，对摄像头a1及摄像头b2的位置进行改变，使摄像头a1及摄像头b2具有更广泛的监测范围，便于数据图像进行多角度获取。
在本发明中，摄像头a1及摄像头b2采用球型摄像头，摄像头a1及摄像头b2通过摄像头底座固定设置于安装座8底部，且摄像头a1及摄像头b2上固定设置有拍摄口，拍摄口外呈圆周阵列设置有若干红外感应器，使得在夜晚光线较弱或无光时，能够拍出清晰影像。
在本发明中，不限于使用两个摄像头，在进一步实施例中，可采用一个、两个、三个以及多个摄像头，每个摄像头都具有不同的空间位置和视角。
所述安装柱5顶部固定设置有防护罩9，防护罩9可对旋转电机6及旋转盘7进行防护，且所述防护罩9上设置有可容纳安装座8进行旋转的连接孔91。
所述防护罩9内部固定设置有目标识别装置3，且所述摄像头a1及摄像头b2分别与所述目标识别装置3电性连接，目标识别装置3可对摄像头a1及摄像头b2拍摄的图像信息进行处理及识别。
具体的，所述安装柱5上固定设置有控制按钮51，且所述控制按钮51与所述旋转电机6电性连接，通过控制按钮51可以控制旋转电机6正转及反转达到对摄像头a1及摄像头b2旋转。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种目标有效识别方法，该方法包括以下步骤：
S1：利用摄像头a(1)及摄像头b(2)分别获取目标物图片a及目标物图片b；
S2：对目标物图片a及目标物图片b进行预处理；
S3：利用目标识别装置(3)分别对目标物图片a及目标物图片b进行轮廓识别，并得出目标轮廓a及目标轮廓b；
S4：对目标轮廓a及目标轮廓b进行预处理；
S5：对目标轮廓a及目标轮廓b进行划分；
S6：对已划分目标轮廓a及目标轮廓b进行平滑处理；
S7：对目标轮廓a及目标轮廓b进行特征描述并获得描述符a及描述符b
S8：将描述符a及描述符b分别与模板库进行匹配，得到识别结果a及识别结果b；
S9：对识别结果a及识别结果b进行对比，最终得出对比识别结果。
2.根据权利要求1所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S1中目标物图片a及目标物图片b按照30帧每秒的采样速度对摄像头a(1)及摄像头b(2)获取视频中的帧图像进行读取，并对各个单帧图片进行分析，挑选出清晰度最高的图片。
3.根据权利要求1所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S2中对目标物图片a及目标物图片b进行预处理为对目标物图片a及目标物图片b进行灰度化及灰度增强，采用二值化处理获得数字二值化图像并分割出目标。
4.根据权利要求1所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S4中对目标轮廓a及目标轮廓b进行预处理，为通过离散轮廓演化算法简化目标轮廓a及目标轮廓b，抑制噪声和量化误差对目标轮廓a及目标轮廓b的影响。
5.根据权利要求1所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S5中，对目标轮廓a及目标轮廓b进行划分，利用曲率将目标轮廓a及目标轮廓b分别划分为特征区域和非特征区域。
6.根据权利要求5所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S6中对已划分目标轮廓a及目标轮廓b的特征区域和非特征区域分别进行平滑处理，并在包含轮廓特征较多的特征区域，采用方差较小的高斯平滑滤波器进行处理，在轮廓特征较少的非特征区域，采用方差较大的高斯平滑滤波器进行处理。
7.根据权利要求5所述的一种目标有效识别方法，其特征在于：所述S7中对目标轮廓a及目标轮廓b采用SC特征描述符作为形状描述子进行描述，并获得描述符a及描述符b。
8.一种目标有效识别装置，包括固定底座(4)、安装柱(5)、旋转电机(6)、摄像头a(1)、摄像头b(2)及目标识别装置(3)，其特征在于：
所述固定底座(4)顶部固定设置有安装柱(5)，且所述安装柱(5)为圆柱形中空腔体结构；
所述安装柱(5)内部固定设置有旋转电机(6)，且所述旋转电机(6)输出端与旋转盘(7)传动连接；
所述旋转盘(7)位于所述安装柱(5)顶部，且所述旋转盘(7)可相对于所述安装柱(5)进行旋转；
所述旋转盘(7)两侧固定设置有安装座(8)，所述安装座(8)底部固定设置有摄像头a(1)及摄像头b(2)；
所述安装柱(5)顶部固定设置有防护罩(9)，且所述防护罩(9)上设置有可容纳安装座(8)进行旋转的连接孔(91)；
所述防护罩(9)内部固定设置有目标识别装置(3)，且所述摄像头a(1)及摄像头b(2)分别与所述目标识别装置(3)电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种目标有效识别装置，其特征在于：所述安装柱(5)上固定设置有控制按钮(51)，且所述控制按钮(51)与所述旋转电机(6)电性连接。
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