一种基于大数据图像处理的垃圾识别方法及系统与流程

本发明涉及垃圾识别分类管理，具体为一种基于大数据图像处理的垃圾识别方法及系统。

背景技术：

1、垃圾分类已逐渐成为不可或缺的生活方式，很多人不得不面对如何正确记住分类标准的难题。湿垃圾、干垃圾、有害垃圾、其他垃圾等种类繁多，容易搞混，手动分类更耗时费力。垃圾分类问题是当今社会的紧迫任务，对环保和可持续发展至关重要。传统的垃圾分类方式因为易受到主观因素的干扰，分类准确性不高，效率有限，资源浪费严重；而我们的人工智能在该领域展现出了强大的潜力和应用价值。

2、对日常居民的垃圾分类行为进行智能化的有效监督和引导，在一定程度上能帮助广大公民集体形成垃圾分类的好习惯。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据图像处理的垃圾识别方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据图像处理的垃圾识别方法，方法包括：

3、步骤s100：基于智能垃圾分类回收系统的占地位置分布和人脸识别设备的识别区域分布，对智能垃圾分类回收系统的管理区域以及各智能回收桶对应的目标区域进行划定；

4、步骤s200：分别对用户使用智能垃圾分类回收系统内任意智能回收桶所产生的历史垃圾投递记录进行特征信息提取；

5、步骤s300：根据在各用户所有历史垃圾投递记录中所呈现出的不同显示投递结论的分布情况，对用户的历史垃圾投递记录进行第一次归类整理，并基于第一次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数；其中，投递结论包括正确和错误；

6、步骤s400：在第一次归类整理结果中，根据在各历史垃圾投递记录内，用户所目标投递的智能回收桶的不同，对用户的历史垃圾投递记录进行第二次归类整理，并基于第二次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第二特征投递指数；

7、步骤s500：结合各用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数和第二特征投递指数，评估各用户对各回收垃圾类别的特征识别指数，辅助智能垃圾分类回收系统对识别到进入管理区域的用户进行垃圾分类的知识普及。

8、进一步的，步骤s100包括：

9、步骤s101：获取智能垃圾分类回收系统中呈现一字排开的所有智能回收桶对应的回收垃圾类别，分别对摆放于两端的智能回收桶，捕捉位于最外侧的桶边缘线l1，l2，捕捉智能垃圾分类回收系统中的人脸识别设备在正前方能捕捉到满足信息识别清晰度要求时所对应的最远识别点d；

10、步骤s102；垂直最远识别点d作直线l3，直线l3同时相交于桶边缘线l1和l2，将l1，l2、l3和智能垃圾分类回收系统中呈现一字排开的所有智能回收桶坐在直线所围成的封闭区域，作为智能垃圾分类回收系统对应的管理区域s；

11、步骤s103：分别将以各智能回收桶两侧桶边缘线所在直线，于管理区域中进行区域分割后得到的封闭区域，作为各智能回收桶对应的目标区域。

12、进一步的，步骤s200包括：

13、步骤s201：每当智能垃圾分类回收系统捕捉到用户进入智能垃圾分类回收系统对应的管理区域s内，且对某智能回收桶进行了一次垃圾投递行为，在智能垃圾分类回收系统中，生成用户对某智能回收桶的一次历史垃圾投递记录；获取在各历史垃圾投递记录中，用户目标投递的智能回收桶对用户投递的垃圾在进行机器视觉分析和图像处理后所得出的投递结论；

14、步骤s202：在各历史垃圾投递记录中，将用户最开始进入管理区域s时的时间戳，设为各历史垃圾投递记录的第一特征时间，将用户最开始进入目标投递的智能回收桶所对应的目标区域时的时间戳，设为各历史垃圾投递记录的第二特征时间，将用户对目标投递的智能回收桶开始操作垃圾投递行为时对应的时间戳，设为各历史垃圾投递记录的第三特征时间。

15、进一步的，步骤s300包括:

16、步骤s301：分别在各用户显示投递结论为正确的所有历史垃圾投递记录中，分别将第一特征时间相同的历史垃圾投递记录进行汇集，得到对应各用户的若干个目标历史垃圾投递记录集合；其中，第一特征时间对应为在在各历史垃圾投递记录中，用户最开始进入管理区域s时的时间戳te，将第一特征时间相同的历史垃圾投递记录进行汇集，是为了将用户进入智能垃圾分类回收系统后，因对多个智能回收桶有垃圾投递需求所产生的记录进行对比分析，对多个智能回收桶有垃圾投递需求，即意味着用户进入智能垃圾分类回收系统时手中拿有多种类的垃圾需要分类投递；

17、在各目标历史垃圾投递记录集合中，提取各历史垃圾投递记录对应的第三特征时间，将各目标历史垃圾投递记录集合中的所有历史垃圾投递记录按照相应的第三特征时间的先后顺序进行排序，得到记录序列，获取各历史垃圾投递记录在记录序列中对应的排序值a；

18、上述即，当进入智能垃圾分类回收系统的管理区域，若要执行多个垃圾投递行为，则按照行为完成的时间先后顺序进行排序；

19、步骤s302：依次提取记录序列内各历史垃圾投递记录所对应的智能回收桶的位置信息，若某目标历史垃圾投递记录集合f中，排序值a=1的历史垃圾投递记录l1所对应的智能回收桶为p(l1)，某目标历史垃圾投递记录集合对应的第一特征时间为tr，分别捕捉于tr时，在f中对应包含的所有智能回收桶与用户之间的最短直线距离，将所有智能回收桶，按照相应的最短直线距离从低到高进行排序，得到的排布序列g，获取p(l1)在排布序列g中的排序值b，计算在历史垃圾投递记录l1中用户的第一特征指数

20、α1=｜b-1｜；

21、步骤s303：若某目标历史垃圾投递记录集合f中，排序值a=i的历史垃圾投递记录li所对应的智能回收桶为p(li)，分别获取用户在排序值a=i-1的历史垃圾投递记录li-1所对应的第三特征时间时，与在f中对应包含的所有智能回收桶之间的最短直线距离，其中，i≥2；将所有智能回收桶按照相应的最短直线距离从低到高进行排序，得到排布序列f，获取p(li)在排布序列f中的排序值c，计算在历史垃圾投递记录li中用户的第一特征指数αi=｜c-a｜；

22、步骤s304：分别将各用户对应智能回收桶相同的所有历史垃圾投递记录进行汇集，得到对应各用户的若干个历史垃圾投递记录集合；分别在各历史垃圾投递记录集合内，对所有历史垃圾投递记录中的用户的特征指数取平均值，将平均特征指数作为相应用户对各历史垃圾投递记录集合所对应的回收垃圾类别的第一特征投递指数β1；

23、第一特征投递指数β1越大，在一定程度上代表用户在进行相关垃圾类别投递时，存在犹豫或者拿不准的可能性越高。

24、进一步的，步骤s400包括:

25、步骤s401：分别在各用户的各目标历史垃圾投递记录集合内，将对应目标投递的智能回收桶相同的历史垃圾投递记录归为一类，得到若干个特征历史垃圾投递记录集合；获取在某特征历史垃圾投递记录集合内的各历史垃圾投递记录中，从第二特征时间开始至第三特征时间截止所对应的投递时长；

26、步骤s402：设某特征历史垃圾投递记录集合所对应的回收垃圾类别为a，当某特征历史垃圾投递记录集合中包含的记录总数q=1，将投递时长，作为用户在某特征历史垃圾投递记录集合中，对a呈现的第二特征指数；当某特征历史垃圾投递记录集合中包含的记录总数q≥2，对q个历史垃圾投递记录的投递时长取平均值，将平均投递时长，作为用户在某特征历史垃圾投递记录集合中，对a呈现的第二特征指数；投递时长越短，说明用户在进行垃圾投递时越果断，对于待分类的垃圾所属的类别结果越笃定；

27、步骤s403：分别对各用户，在对应的回收垃圾类别相同的所有特征历史垃圾投递记录集合中，取各用户对相应的回收垃圾类别所呈现的所有第二特征指数的平均值；将平均第二特征指数，作为相应用户对相应回收垃圾类别的第二特征投递指数β2。

28、进一步的，步骤s500：

29、步骤s501：在各用户的所有历史垃圾投递记录中，获取各用户对各回收垃圾类别的正确投递概率g=n/n，其中，n表示对应各回收垃圾类别的历史垃圾投递记录总数；n表示在n条历史垃圾投递记录中，显示投递结论为正确的历史垃圾投递记录总数；

30、步骤s502：分别提取各用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数β1和第二特征投递指数β2，计算各用户对各回收垃圾类别的特征识别指数δ=(g1/β1)×(1/β2)；

31、步骤s503：当某用户对某回收垃圾类别的特征识别指数δ小于阈值，反馈智能垃圾分类回收系统，每当识别到某用户进入管理区域，在显示屏上对显示某回收垃圾类别的相关分类知识。

32、为更好的实现上述方法，还提出了一种垃圾识别系统，系统包括区域划分管理模块、特征信息提取管理模块、第一特征投递指数计算模块、第二特征投递指数计算模块、垃圾识别管理模块；

33、区域划分管理模块，用于根据智能垃圾分类回收系统的占地位置分布和人脸识别设备的识别区域分布，对智能垃圾分类回收系统的管理区域以及各智能回收桶对应的目标区域进行划定；

34、特征信息提取管理模块，用于分别对用户使用智能垃圾分类回收系统内任意智能回收桶所产生的历史垃圾投递记录进行特征信息提取；

35、第一特征投递指数计算模块，用于根据在各用户所有历史垃圾投递记录中所呈现出的不同显示投递结论的分布情况，对用户的历史垃圾投递记录进行第一次归类整理，并基于第一次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数；其中，投递结论包括正确和错误；

36、第二特征投递指数计算模块，用于在第一次归类整理结果中，根据在各历史垃圾投递记录内，用户所目标投递的智能回收桶的不同，对用户的历史垃圾投递记录进行第二次归类整理，并基于第二次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第二特征投递指数；

37、垃圾识别管理模块，用于结合各用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数和第二特征投递指数，评估各用户对各回收垃圾类别的特征识别指数，辅助智能垃圾分类回收系统对识别到进入管理区域的用户进行垃圾分类的知识普及。

38、进一步的，第一特征投递指数计算模块包括第一归类整理单元、第一特征投递指数计算单元；第二特征投递指数计算模块包括第二归类整理单元、第二特征投递指数计算单元；

39、第一归类整理单元，用于根据在各用户所有历史垃圾投递记录中所呈现出的不同显示投递结论的分布情况，对用户的历史垃圾投递记录进行第一次归类整理；

40、第一特征投递指数计算单元，用于根据第一次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第一特征投递指数；

41、第二归类整理单元，用于在第一次归类整理结果中，根据在各历史垃圾投递记录内，用户所目标投递的智能回收桶的不同，对用户的历史垃圾投递记录进行第二次归类整理；

42、第二特征投递指数计算单元，用于根据第二次归类整理结果，计算用户对各回收垃圾类别的第二特征投递指数。

43、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对使用智能垃圾分类回收系统的用户进行垃圾分类投递行为的智能监管，根据用户在各回收垃圾类别上的分类投递错误率以及用户在进行相关投递行为时效率情况，对用户进行各回收垃圾类别的特征识别指数评估，实现有针对性的科普相关垃圾分类知识，提高用户对垃圾分类的学习意识，在一定程度上也能提高用户使用智能垃圾分类回收系统的效率。