一种具有图像识别功能的垃圾箱及存储介质的制作方法

本发明涉及垃圾处理领域，更具体的说，是涉及一种具有图像识别功能的垃圾箱及存储介质。

背景技术：

在很多地方的景区垃圾不进行分类处理，只是通过艺术外形对垃圾箱进行加工，从而达到与景区文化特色相融合的目的，但是对垃圾的分类处理还远远不够，在景区垃圾主要是塑料瓶、塑料袋、废纸、玻璃瓶、水果等，如果将这些垃圾不进行分类投放，后续的垃圾处理过程就会较为复杂。

景区垃圾在传统的处理方法上，就是将垃圾进行人工分类处理不进行分类处理，人工分类一般情况下将垃圾分为可回收和不可回收两种，主要是以分类垃圾箱的形式进行，比如分为可回收垃圾箱与不可回收垃圾箱，垃圾的投放方法是按人为意愿随意进行投放，从而对垃圾进行分类投放就显得杂乱无章，在可回收垃圾箱里面混杂有不可回收垃圾，在不可回收垃圾箱里又存在可回收垃圾，因此设置的可回收垃圾箱与不可回收垃圾箱就不具备任何作用，垃圾处理工作人员还需要对垃圾进行人为的二次分类。

针对上述景区垃圾处理方法存在的问题与缺陷，本发明提出一种优化垃圾的分类处理的垃圾投放方法用于对景区垃圾进行合理的分类。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一基于图像识别的垃圾投放方法、系统、垃圾箱及存储介质。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，提供一种基于图像识别的垃圾投放方法，所述方法用于智能垃圾箱，所述智能垃圾箱设置有图像采集及识别装置，所述方法包括：

对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

打开对应投放口。

优选的，所述识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾包括：识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。当然进行识别的对象是在进入感应区域的人员，感应区是有一定的范围的，在感应区的人员可能是具有丢垃圾动作的，也可能是不具有丢垃圾动作的，通过手部相关动作可完成投放垃圾，识别装置就将初始图像中人员的手部特征作为第一特征要素进行识别，就可以通过识别装置识别到感应区域内人员的手部是否存在待投放的垃圾，为进一步识别在感应区域的人员手部垃圾的第二特征要素做前期准备工作。

优选的，所述判断是否存在待投放垃圾还包括：存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。在根据第一特征要素识别装置识别到在感应区域内的人员手部存在有待投放垃圾后，感应区域内人员的手部垃圾作为第二特征要素，识别装置就识别初始图像获取到的感应区域内人员手部垃圾的第二特征要素，就可以对垃圾进行识别从而进行分类。

优选的，所述对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息包括：为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库，通过垃圾分类信息库就可以得到对应垃圾的特征要素，为初始图像获取到的垃圾图像提供一个分类对比的特征集合；将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息，所述第二特征要素为待投放垃圾的特征要素，将垃圾的特征要素与垃圾分类信息库里的垃圾特征要素进行对比就可以得到垃圾分类信息库里对应的垃圾分类，从而就可以将初始图像中获取到的待投放垃圾进行分类。

第二方面，提供一种基于图像识别的垃圾投放系统，所述系统包括：

采集模块，用于对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别模块，用于识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

分类模块，用于存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

分配模块，用于根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

执行模块，用于打开对应投放口。

优选的，所述识别模块包括：手部识别子模块，用于识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。手部识别子模块的作用是识别感应区域内人员手部的待投放垃圾，在感应区域内的人员有具有投放垃圾动作的，也有不具有垃圾投放动作的，因此手部识别子模块的作用就是用于识别在感应区域内人员手部是否有待投放垃圾，有待投放垃圾就进行下步动作，没有待投放垃圾就不进行下步动作。

优选的，所述识别模块还包括：垃圾识别子模块，用于存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。垃圾识别子模块的作用是在手部识别子模块识别到有待投放垃圾时，对手部垃圾进行识别从而对手部垃圾进行分类，从而所述分类模块就可以获取到待投放垃圾的分类信息。

优选的，所述分类模块包括：存储模块，用于为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库，初始图像中获取的垃圾信息需要进行垃圾分类才能进行下一步动作，存储模块的作用就是提供垃圾信息分类库为垃圾分类对比作参考依据；对比模块，用于将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息，对比模块的作用就是进分类信息库信息与初始图像中的垃圾进行对比，当对比到分类信息库内与初始图像垃圾相似时，就可以根据相似信息将初始图像中的垃圾进行分类。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

打开对应投放口。

优选的，所述处理器识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾的方式包括：

识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

优选的，所述处理器判断人员手部是否存在待投放垃圾的方式包括：

存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

优选的，所述处理器对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息的方式包括：

为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息。

第四方面，提供一种具有图像识别功能的垃圾箱，所述垃圾箱包括：存储器、处理器和图像采集装置，其中，所述存储器用于存储可执行程序代码和数据，所述处理器用于调用所述存储器存储的可执行程序代码，执行以下步骤：

控制所述图像采集装置对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

打开对应投放口。

优选的，所述处理器识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾的方式包括：

识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

优选的，所述处理器判断人员手部是否存在待投放垃圾的方式包括：

存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

优选的，所述处理器对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息的方式包括：

为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息。

本发明带来的有益效果：垃圾箱通过图像采集装置对进入感应区域内人员进行图像采集获得初始图像，通过识别装置获取是否有待投放垃圾，在有待投放垃圾时，通过识别模块对待投放垃圾进行分类对比识别，获取到垃圾的分类信息，根据垃圾分类信息为垃圾配置对应投放口并打开投放口。

附图说明

图1为本发明实施例的实施场景立体图；

图2为本发明实施例的基于图像识别的垃圾投放方法流程图；

图3为本发明实施例的对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息的方法流程图；

图4为本发明实施例的基于图像识别的垃圾投放系统模块连接图；

图5为本发明实施例的基于图像识别的垃圾投放系统分类模块连接图；

图6为本发明实施例的具有图像识别功能的垃圾箱的结构示意图。

其中，1、投放口；2、垃圾箱体；3、旋转装置；4、识别模块；10、采集模块；11、识别模块；12、分类模块；13、分配模块；14、执行模块；21、存储模块；22、对比模块。

具体实施方式

下面描述本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本发明的创新之处和带来的益处。

本发明提供了一种基于图像识别的垃圾投放方法、系统、存储介质及垃圾箱。

如图1所示，为更清楚的描述本方案的发明意图，先对本发明的实施场景进行设置。所述实施场景包括：垃圾箱体2，固定设置在所述垃圾箱体2正上方的旋转装置3，所述旋转装置3顶杆固定设置有识别模块4，所述垃圾箱体2对应设置有投放口1；

其中，所述旋转装置3用于所述识别模块4的旋转需要，通过控制所述旋转装置3的旋转情况带动所述识别模块4旋转一定角度从而采集到初始图像。

进一步的，所述旋转装置3通过控制电机进行旋转。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，如图2所示，提供一种基于图像识别的垃圾投放方法，所述方法用于智能垃圾箱，所述智能垃圾箱设置有图像采集及识别装置，所述方法包括：

s100、对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

图像采集装置对在进入感应区域内的人员进行图像采集就可以获取到初始图像，所述图像采集装置只对在进入指定的感应区域内，才进行图像采集，其作用是避免图像采集装置在较广范围内采集引起错误，比如图像采集装置的采集范围较广从而采集到掉落在地上的多处垃圾，掉落在地上的多处垃圾没有人为的投放是到不了垃圾箱的，因此需要为图像采集装置设定一个有效地识别指定范围，有利于优化图像采集装置采集初始图像的可靠性，即只对靠近在垃圾箱附近的人员进行图像采集，避免在较大范围内进行图像采集采集到发生误判。

进一步的，为避免在指定的感应区域内有掉在地上的垃圾被采集装置采集到发生误判，所述采集装置采集到的初始图像通过识别装置进行识别，为了避免掉落在地上的垃圾对识别装置的干扰，因此将初始图像中人员手部特征为所述识别装置识别的第一特征要素，通过第一特征要素就可以避免所述识别装置对落在地上垃圾进行垃圾分类识别的操作。

更进一步的，所述图像采集装置可以对在指定感应区域内采集到的初始图像垃圾进行追踪捕捉，其作用是在所述识别模块识别到人员手部有待投放垃圾，获取到待投放垃圾多角度的多组初始图像，通过多组初始图像一方面可以更好的通过识别装置对垃圾进行分类识别，另一方面可以对垃圾进行位置追踪，判定垃圾是否正确投放到投放口中。

再进一步的，所述图像采集装置在白天与夜间的采集所需照明方式有所不同，对于在夜间的垃圾图像采集一方面可以提供照明装置用于采集初始图像，另一方面可以对夜间垃圾进行统一投放不进行分类投放，即垃圾箱在夜间就打开一个混合垃圾的投放口用于夜间所有分类垃圾的投放，在景区到了晚上游客量相对较少，垃圾量就不会过多，人为的将垃圾进行分类就比较容易。

s101、识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

初始图像采集到的是在一个指定范围内的图像，在指定范围内人员可能是经过所述指定感应采集区域而不需要进行垃圾投放动作，此时，垃圾箱就不需进行下步动作。

进一步的，判断是否存在待投放垃圾就是将初始图像通过识别装置进行特征要素识别，所述识别待投放垃圾的识别特征要素为第一特征要素，所述第一特征要素为采集模块采集到的初始图像中人员手部特征。

s102、存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

判断是否有待投放垃圾是通过图像采集模块采集到的初始图像，在通过识别装置进行特征要素识别得到是否有待投放垃圾判断结果。

进一步的，在获取到有待投放垃圾时，对识别到的垃圾进行特征要素进行分类对比，通过对垃圾的特征要素进行分类对比，就可以得到分类结果，从而获取到垃圾的分类信息。

s103、根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

不同分类的垃圾投放的对应垃圾箱不同，根据垃圾分类信息就可以为垃圾配置对应垃圾箱对应的投放口。

进一步的，所述投放口的对应设置有投放对应垃圾种类的垃圾箱，垃圾箱的分类有多种分类，在景区垃圾的分类可以有，比如回收、不可回收、可降解、不可降解、混合垃圾等分类，根据垃圾分类信息对应设置有对应垃圾分类的投放口。

更进一步的，夜间的垃圾在不进行识别分类投放时，打开的对应投放口就为混合垃圾类对应的投放口。

s104、打开对应投放口；

根据垃圾分类信息打开对应的投放口，感应区域的人员看到打开的投放口，将垃圾投放到打开的投放口处，完成垃圾投放分类投放的正确过程。

在本发明实施例中，所述识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾包括：识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

进一步的，进行识别的对象是在进入感应区域的人员，感应区是有一定的范围的，在感应区的人员可能是具有丢垃圾动作的，也可能是不具有丢垃圾动作的，通过手部相关动作可完成投放垃圾，识别装置就将初始图像中人员的手部特征作为第一特征要素进行识别，就可以通过识别装置识别到感应区域内人员的手部是否存在待投放的垃圾，为进一步识别在感应区域的人员手部垃圾的第二特征要素做前期准备工作。

更进一步的，所述图像采集装置具有较好的动态图像采集能力，进入感应区域的人员不管是丢垃圾或者不丢垃圾都是处于动态的，因此图像采集装置获取初始图像对进入感应区的人员图像采集为动态采集，若采集到的图像成像不清晰，就会导致所述识别模块识别错误。

在本发明实施例中，所述判断是否存在待投放垃圾还包括：存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

进一步的，根据第一特征要素识别装置识别到在感应区域内的人员手部存在有待投放垃圾后，感应区域内人员的手部垃圾作为第二特征要素，识别装置就识别初始图像获取到的感应区域内人员手部垃圾的第二特征要素，就可以对垃圾进行识别从而进行分类。

更进一步的，所述识别装置对识别手部垃圾的第二特征要素是有前提条件的，前提条件是在所述识别装置根据第一特征要素判断出有待投放的垃圾，所述识别装置才做出对第二特征要素进行识别。

如图3所示，在本发明实施例中，所述对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息包括：

s110、为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

通过垃圾分类信息库就可以得到对应垃圾的特征要素，为初始图像获取到的垃圾图像提供一个分类对比的特征集合。

进一步的，垃圾分类信息库包含区分垃圾的种类的特征要素，所述特征要素可以是物品的大小、形状等，根据初始图像中采集到的垃圾图像的特征要素与垃圾分类信息库里面的相似特征要素进行对比。

s111、将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息；

所述第二特征要素为待投放垃圾的特征要素，将垃圾的特征要素与垃圾分类信息库里的垃圾特征要素进行对比就可以得到垃圾分类信息库里对应的垃圾分类，从而就可以将初始图像中获取到的待投放垃圾进行分类。

第二方面，如图4所示，在本发明实施例中，提供一种基于图像识别的垃圾投放系统，所述系统包括：

采集模块10，用于对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

采集模块10设置有采集装置，所述采集装置就能对进入感应区域的人员进行图像采集，从而获得初始图像。

进一步的，感应区域可以通过传感器来进行设定，比如采用红外线传感器来设定，当在设置红外线的指定区域一旦有人员经过就通过采集装置进行图像采集。

识别模块11，用于识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

所述识别模块11用于识别第一特征要素判断是否存在待投放垃圾，当存在待投放垃圾时，所述识别模块11执行识别第二特征要素操作，从而识别垃圾的第二特征要素。

分类模块12，用于存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

所述分类模块12在通过所述识别模块11对第一特征要素进行识别，判断存在有待投放垃圾后，根据采集到的初始图像中的垃圾第二特征要素与垃圾分类信息库中的相似第二特征要素进行对比，获取对应的垃圾分类信息。

进一步的，考虑到有些人员在景区行走时，随手携带手机路过或者丢垃圾时被采集模块10采集到手上手机的信息导致误判为垃圾的情况，所述识别模块11在进行第二特征要素时应当对手机表面损坏程度进行第二特征要素识别，在进行相应的下步操作。

更进一步的，所述采集模块10可能采集到的是随手携带的玩具或者其他物品，这些物品不属于垃圾，因此所述识别装置在进行第二特征要素识别过程中应当予以考虑这种情况。

分配模块13，用于根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

不同类型的垃圾分类是不一样的，因此在获取到垃圾分类信息过后就需要为垃圾配置对应分类的垃圾投放口，所述分配模块13就根据垃圾的分类信息将垃圾与对应垃圾分类的投放口关联配置。

执行模块14，用于打开对应投放口；

投放口是设置有挡板结构的，所述执行模块14根据垃圾分类信息的处理结果打开对应投放口处的挡板。

进一步的，在其他实施例中可以不采用挡板结构，比如可以设置红绿灯，当所述控制系统为分类垃圾配置相应的投放口后，对应投放口可以设置绿灯亮，从而提示将垃圾投入垃圾箱，在不是为垃圾配置的投放口处设置红灯亮即可。

在本发明实施例中，所述识别模块11包括：手部识别子模块，用于识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

手部识别子模块的作用是识别感应区域内人员手部的待投放垃圾，在感应区域内的人员有具有投放垃圾动作的，也有不具有垃圾投放动作的，因此手部识别子模块的作用就是用于识别在感应区域内人员手部是否有待投放垃圾，有待投放垃圾就进行下步动作，没有待投放垃圾就不进行下步动作。

在本发明实施例中，所述识别模块11还包括：垃圾识别子模块，用于存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

垃圾识别子模块的作用是在手部识别子模块识别到有待投放垃圾时，对手部垃圾进行识别从而对手部垃圾进行分类，从而所述分类模块12就可以获取到待投放垃圾的分类信息。

如图5所示，在本发明实施例中，所述系统的分类模块12包括：

存储模块21，用于为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

初始图像中获取的垃圾信息需要进行垃圾分类才能进行下一步动作，所述存储模块21的作用就是提供垃圾信息分类库为垃圾分类对比作参考依据。

对比模块22，用于将所述第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与所述第二特征要素的相似的垃圾分类信息；

所述对比模块22的作用就是进分类信息库信息与初始图像中的垃圾进行对比，当对比到分类信息库内与初始图像垃圾相似时，就可以根据相似信息将初始图像中的垃圾进行分类。

第三方面，本发明实施例还提供了一种具有图像识别功能的垃圾箱，可以用于执行前述实施例提供的基于图像识别的垃圾投放方法的全部或部分步骤。如图6所示，该垃圾箱至少可以包括：存储器100、至少一个处理器200，例如cpu(centralprocessingunit，中央处理器)，至少一个图像采集装置300，用于采集视频图像，如摄像头。其中，存储器100、处理器200以及图像采集装置300可以通过一条或多条总线进行通信连接。本领域技术人员可以理解，图6中示出的垃圾箱的结构并不构成对本发明实施例的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，存储器100可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器100可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器200的存储装置。存储器100可以用于存储可执行程序代码和数据，本发明实施例不作限定。

在图6所示的垃圾箱中，处理器200可以用于调用存储器100存储的可执行程序代码，执行以下步骤：

控制图像采集装置300对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

打开对应投放口。

可选的，处理器200识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾的方式可以包括：

识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

可选的，处理器200判断人员手部是否存在待投放垃圾的方式可以包括：

存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

可选的，处理器200对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息的方式可以包括：

为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

将第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与第二特征要素的相似的垃圾分类信息。

实施图6所示的垃圾箱，通过图像采集装置对进入感应区域内人员进行图像采集获得初始图像，识别初始图像中是否有待投放垃圾，在有待投放垃圾时，对待投放垃圾进行分类对比识别，获取到垃圾的分类信息，根据垃圾分类信息为垃圾配置对应投放口并打开投放口。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可以实现以下步骤：

对进入感应区域内的人员进行图像采集，获取初始图像；

识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾；

存在待投放垃圾时，对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息；

根据垃圾分类信息为待投放垃圾配置对应投放口；

打开对应投放口。

可选的，处理器识别初始图像中的特征要素，判断是否存在待投放垃圾的方式可以包括：

识别到初始图像中的人员手部特征为第一特征要素，判断人员手部是否存在待投放垃圾。

可选的，处理器判断人员手部是否存在待投放垃圾的方式可以包括：

存在待投放垃圾时，识别到初始图像中的人员手部的垃圾特征为第二特征要素。

可选的，处理器对特征要素进行分类对比，获取到对应的垃圾分类信息的方式可以包括：

为垃圾信息配置一个垃圾分类信息库；

将第二特征要素在所述垃圾分类信息库进行对比，得到与第二特征要素的相似的垃圾分类信息。

进一步的，在发明的控制模块的处理器与存储器中的相应执行程序、代码集、指令由本领域的技术人员根据垃圾箱的功能进行编写。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。