一种基于图片的目标分类装置

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图片的目标分类装置。


背景技术：

2.现如今，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的图像处理算法取得显著进展，在许多情况下需要对识别到的图像进行分类，例如，需要对空域中的无人机进行识别并分类，从而保障空域安全和有效利用有限的空间资源、防止无人机违规飞行依据降低违法行为发生的概率。
3.因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种基于图片的目标分类装置，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于图片的目标分类装置，包括图像采集模块、控制模块、显示模块、无线传输模块和智能终端模块。
7.在上述的方案中，所述图像采集模块用于获取视频图像信息。
8.在上述的方案中，所述控制模块与所述图像采集模块相连接，所述控制模块用于对所述图像采集模块发送的视频图像信息进行处理后获取目标分类结果。
9.在上述的方案中，所述显示模块与所述控制模块相连接，所述显示模块用于对所述控制模块发送的目标分类结果进行显示。
10.在上述的方案中，模块与所述控制模块相互通信，所述智能终端模块用于远程获取所述控制模块发送的数据信息，并发送远程操作指令信号至所述控制模块。
11.在上述的方案中，所述图像采集模块包括摄像机单元、摄像机主控板和环境信息采集单元，所述摄像机单元和所述环境信息采集单元均与所述摄像机主控板相连接，所述摄像机主控板用于接收所述环境信息采集单元采集的环境亮度信息，并控制所述摄像机单元进行视频图像采集，所述摄像机主控板包括a/d采样芯片和dsp控制芯片，所述a/d采样芯片与所述dsp控制芯片相连接，所述a/d采样芯片用于将所述摄像机单元采集的视频图像进行模数转换后发送至所述dsp控制芯片；所述环境信息采集单元用于通过多个亮度传感器获取环境亮度信息。
12.在上述的方案中，所述摄像机单元包括摄像机云台、cmos摄像机、补光灯、步进电机、变倍电机和线性恒流驱动器，所述cmos摄像机和所述补光灯均安装于所述摄像机云台上，所述步进电机与所述摄像机云台相连接，所述步进电机用于驱动所述摄像机云台进行转动，所述线性恒流驱动器与所述补光灯相连接，所述变倍电机与所述cmos摄像机相连接，所述变倍电机用于驱动所述cmos摄像机进行变倍，所述线性恒流驱动器用于驱动所述补光灯进行开启、关闭以及亮度调节。
13.在上述的方案中，所述控制模块包括存储单元、预处理单元、目标检测单元和目标
分类单元，所述存储单元用于对所述图像采集模块采集的视频图像信息以及训练数据集进行存储，所述预处理单元与所述存储单元相连接，所述预处理单元用于对所述存储单元存储的视频图像信息进行视频分帧以及图像增强处理，所述目标检测单元与所述预处理单元相连接，所述目标检测单元用于对经过所述预处理单元处理后的图像进行目标检测获取待分类目标信息，所述目标分类单元与所述目标检测单元和所述存储单元相连接，所述目标分类单元用于对所述目标检测单元获取的待分类目标信息进行目标分类处理，并将目标分类结果发送至所述存储单元进行存储。
14.在上述的方案中，所述预处理单元包括视频分帧模块，所述视频分帧模块包括关键帧获取单元、图像获取单元、相似度匹配单元和集合获取单元，所述关键帧获取单元用于读取所述存储单元存储的视频帧数和视频的长度，并设置第一帧为关键帧；所述图像获取单元与所述关键帧获取单元相连接，所述图像获取单元用于获取所述关键帧对应的图像信息，所述相似度匹配单元与所述关键帧获取单元和所述图像获取单元相连接，所述相似度匹配单元用于将所述关键帧后的下一帧与所述关键帧进行相似度匹配，当帧相似度低于相似度预设值时，判定所述关键帧后的下一帧与所述关键帧为非同一状态帧，并将所述关键帧后的下一帧作为新的关键帧，并通过遍历新的关键帧后的每一帧，重新确定关键帧；所述集合获取单元与所述图像获取单元相连接，所述集合获取单元用于将所述图像获取单元获取的所有关键帧对应的图像组合成关键帧集合。
15.在上述的方案中，所述预处理单元还包括图像增强模块，所述图像增强模块与所述视频分帧模块相连接，所述图像增强模块包括图像矫正单元、图像滤波单元、平滑处理单元和频域变换单元，所述图像矫正单元用于通过仿射变换法对所述所述视频分帧模块发送的图像进行倾斜矫正，所述图像滤波单元与所述图像矫正单元相连接，所述图像滤波单元用于通过低回放过滤器过滤掉经过所述图像矫正单元处理后的图像中的高频噪声信号，所述平滑处理单元与所述图像滤波单元相连接，所述平滑处理单元用于消除经过所述图像滤波单元处理后图像中的孤立噪声点，所述频域变换单元与所述平滑处理单元相连接，所述频域变换单元用于对经过所述平滑处理单元处理后的图像进行傅里叶正变换处理以及修正变换处理。
16.在上述的方案中，所述目标检测单元包括检测模块和二值化模块，所述检测模块用于通过帧间差分算法检测出经过所述预处理单元处理后的图像中的目标信息；所述二值化模块与所述检测模块相连接，所述二值化模块用于将所述检测模块检测出的目标与背景进行二值化处理，并将背景与检测的目标分离开来。
17.在上述的方案中，所述目标分类单元包括svm分类器训练模块和滑动窗口操作模块，所述svm分类器训练模块包括视觉词获取模块和svm分类器获取模块，所述视觉次获取模块用于将所述存储单元存储的训练数据集输入至bow训练器获取视觉词，所述svm分类器获取模块与所述视觉词获取模块相连接，所述svm分类器获取模块用于通过所述所述视觉词获取模块获取的视觉词训练得到svm分类器；所述滑动窗口操作模块用于通过预设尺寸的窗口对所述目标检测单元获取的图像进行遍历并形成多个子图像。
18.在上述的方案中，所述目标分类单元还包括判别模块，所述判别模块与所述svm分类器训练模块和所述滑动窗口操作模块相连接，所述判别模块包括目标特征获取单元和分类单元，所述目标特征获取单元用于通过非最大抑制函数对所述滑动窗口操作模块发送的
图像进行处理得到多个矩形，并对多个矩形形按置信度评分排序后消除低于置信度的矩形后获取多个矩形目标特征；所述分类单元与所述目标特征获取单元相连接，所述分类单元用于将所述目标特征获取单元获取的矩形目标特征输入至所述svm分类器训练模块获取的svm分类器中进行目标分类。
19.在上述的方案中，所述显示模块包括lcd触摸显示屏、led指示灯和按键，所述lcd触摸显示屏用于对所述控制模块发送的视频信息以及目标分类结果进行显示，所述led指示灯和所述按键均与所述lcd触摸显示屏相连接，所述led指示灯用于显示所述lcd触摸显示屏的电源接通状态，所述按键包括电源按键、锁屏按键以及翻页按键，所述电源按键用于接通或关断所述lcd触摸显示屏的电源，所述锁屏按键用于开启或关闭所述lcd触摸显示屏，所述翻页按键用于对所述lcd触摸显示屏进行翻页操作。
20.综上所述，本发明的有益效果是：通过图像采集模块获取视频图像信息，并通过控制模块对视频图像信息进行处理后获取目标分类结果，同时，通过显示模块对目标分类结果进行显示，此外，可通过智能终端模块远程获取目标分类结果，可以较高的准确率和收敛速度获取目标分类结果，并可通过多种方式对目标分类结果进行访问，具有较高的便利性。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1为本发明中基于图片的目标分类装置的组成示意图。
23.图2为本发明中图像采集模块的组成示意图。
24.图3为本发明中摄像机单元的组成示意图。
25.图4为本发明中控制模块的组成示意图。
26.图5为本发明中预处理单元的组成示意图。
27.图6为本发明中目标分类单元的组成示意图。
28.图7为本发明中显示模块的组成示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
30.如图1所示，本发明的一种基于图片的目标分类装置，包括图像采集模块、控制模块、显示模块、无线传输模块和智能终端模块。
31.下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
32.所述图像采集模块用于获取视频图像信息；所述控制模块与所述图像采集模块相连接，所述控制模块用于对所述图像采集模块发送的视频图像信息进行处理后获取目标分类结果；所述显示模块与所述控制模块相连接，所述显示模块用于对所述控制模块发送的目标分类结果进行显示；所述智能终端模块通过所述无线传输模块与所述控制模块相互通信，所述智能终端模块用于远程获取所述控制模块发送的数据信息，并发送远程操作指令信号至所述控制模块。
33.在本实施例中，所述无线传输模块包括wifi通信单元、4g通信单元和5g通信单元中的一种或多种，所述智能终端模块包括手机、ipad以及笔记本电脑中的一种或多种。
34.如图2所示，所述图像采集模块包括摄像机单元、摄像机主控板和环境信息采集单元，所述摄像机单元和所述环境信息采集单元均与所述摄像机主控板相连接，所述摄像机主控板用于接收所述环境信息采集单元采集的环境亮度信息，并控制所述摄像机单元进行视频图像采集，所述摄像机主控板包括a/d采样芯片和dsp控制芯片，所述a/d采样芯片与所述dsp控制芯片相连接，所述a/d采样芯片用于将所述摄像机单元采集的视频图像进行模数转换后发送至所述dsp控制芯片；所述环境信息采集单元用于通过多个亮度传感器获取环境亮度信息。
35.如图3所示，所述摄像机单元包括摄像机云台、cmos摄像机、补光灯、步进电机、变倍电机和线性恒流驱动器，所述cmos摄像机和所述补光灯均安装于所述摄像机云台上，所述步进电机与所述摄像机云台相连接，所述步进电机用于驱动所述摄像机云台进行转动，所述线性恒流驱动器与所述补光灯相连接，所述变倍电机与所述cmos摄像机相连接，所述变倍电机用于驱动所述cmos摄像机进行变倍，所述线性恒流驱动器用于驱动所述补光灯进行开启、关闭以及亮度调节。
36.在本实施例中，所述摄像机主控板接收所述环境信息采集单元发送的环境亮度信息，当环境亮度小于环境亮度预设值时，所述摄像机主控板发送补光灯驱动单元至所述线性恒流驱动器，所述线性恒流驱动器控制所述补光灯进行开启，并根据环境亮度调节补光灯的亮度。
37.如图4所示，所述控制模块包括存储单元、预处理单元、目标检测单元和目标分类单元，所述存储单元用于对所述图像采集模块采集的视频图像信息以及训练数据集进行存储，所述预处理单元与所述存储单元相连接，所述预处理单元用于对所述存储单元存储的视频图像信息进行视频分帧以及图像增强处理，所述目标检测单元与所述预处理单元相连接，所述目标检测单元用于对经过所述预处理单元处理后的图像进行目标检测获取待分类目标信息，所述目标分类单元与所述目标检测单元和所述存储单元相连接，所述目标分类单元用于对所述目标检测单元获取的待分类目标信息进行目标分类处理，并将目标分类结果发送至所述存储单元进行存储。
38.如图5所示，所述预处理单元包括视频分帧模块，所述视频分帧模块包括关键帧获取单元、图像获取单元、相似度匹配单元和集合获取单元，所述关键帧获取单元用于读取所述存储单元存储的视频帧数和视频的长度，并设置第一帧为关键帧；所述图像获取单元与所述关键帧获取单元相连接，所述图像获取单元用于获取所述关键帧对应的图像信息，所述相似度匹配单元与所述关键帧获取单元和所述图像获取单元相连接，所述相似度匹配单元用于将所述关键帧后的下一帧与所述关键帧进行相似度匹配，当帧相似度低于相似度预设值时，判定所述关键帧后的下一帧与所述关键帧为非同一状态帧，并将所述关键帧后的下一帧作为新的关键帧，并通过遍历新的关键帧后的每一帧，重新确定关键帧；所述集合获取单元与所述图像获取单元相连接，所述集合获取单元用于将所述图像获取单元获取的所有关键帧对应的图像组合成关键帧集合。
39.进一步地，所述预处理单元还包括图像增强模块，所述图像增强模块与所述视频分帧模块相连接，所述图像增强模块包括图像矫正单元、图像滤波单元、平滑处理单元和频
域变换单元，所述图像矫正单元用于通过仿射变换法对所述所述视频分帧模块发送的图像进行倾斜矫正，所述图像滤波单元与所述图像矫正单元相连接，所述图像滤波单元用于通过低回放过滤器过滤掉经过所述图像矫正单元处理后的图像中的高频噪声信号，所述平滑处理单元与所述图像滤波单元相连接，所述平滑处理单元用于消除经过所述图像滤波单元处理后图像中的孤立噪声点，所述频域变换单元与所述平滑处理单元相连接，所述频域变换单元用于对经过所述平滑处理单元处理后的图像进行傅里叶正变换处理以及修正变换处理。
40.在本实施例中，通过所述预处理单元对视频图像进行事前的处理，能有效地清除噪音，改善图像质量，使图像清晰，并能提供对目标分类可靠保证。
41.进一步地，所述目标检测单元包括检测模块和二值化模块，所述检测模块用于通过帧间差分算法检测出经过所述预处理单元处理后的图像中的目标信息；所述二值化模块与所述检测模块相连接，所述二值化模块用于将所述检测模块检测出的目标与背景进行二值化处理，并将背景与检测的目标分离开来。
42.如图6所示，所述目标分类单元包括svm分类器训练模块和滑动窗口操作模块，所述svm分类器训练模块包括视觉词获取模块和svm分类器获取模块，所述视觉次获取模块用于将所述存储单元存储的训练数据集输入至bow训练器获取视觉词，所述svm分类器获取模块与所述视觉词获取模块相连接，所述svm分类器获取模块用于通过所述所述视觉词获取模块获取的视觉词训练得到svm分类器；所述滑动窗口操作模块用于通过预设尺寸的窗口对所述目标检测单元获取的图像进行遍历并形成多个子图像。
43.进一步地，所述目标分类单元还包括判别模块，所述判别模块与所述svm分类器训练模块和所述滑动窗口操作模块相连接，所述判别模块包括目标特征获取单元和分类单元，所述目标特征获取单元用于通过非最大抑制函数对所述滑动窗口操作模块发送的图像进行处理得到多个矩形，并对多个矩形形按置信度评分排序后消除低于置信度的矩形后获取多个矩形目标特征；所述分类单元与所述目标特征获取单元相连接，所述分类单元用于将所述目标特征获取单元获取的矩形目标特征输入至所述svm分类器训练模块获取的svm分类器中进行目标分类。
44.如图7所示，所述显示模块包括lcd触摸显示屏、led指示灯和按键，所述lcd触摸显示屏用于对所述控制模块发送的视频信息以及目标分类结果进行显示，所述led指示灯和所述按键均与所述lcd触摸显示屏相连接，所述led指示灯用于显示所述lcd触摸显示屏的电源接通状态，所述按键包括电源按键、锁屏按键以及翻页按键，所述电源按键用于接通或关断所述lcd触摸显示屏的电源，所述锁屏按键用于开启或关闭所述lcd触摸显示屏，所述翻页按键用于对所述lcd触摸显示屏进行翻页操作。
45.在本实施例中，所述led指示灯采用双色led灯，所述led指示灯在所述lcd触摸显示屏接通电源时显示为绿色，在所述lcd触摸显示屏切断电源时显示为红色。
46.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，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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。