利索能及
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专利号: 2019112815307
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:车辆图像的预处理与标注:车辆图像归一化处理,人工标注,得到标注的图像;

S2:训练生成新的车辆图像:将S1中标注的车辆图像及其包含的标签信息,和随机噪声一起作为样本生成网络的输入,训练样本生成网络中的生成网络和判别网络,利用训练好的生成网络生成新的车辆图像,即为生成样本;

S3:对生成样本进行自动标注:利用原始车辆图像初步训练车型识别网络,将生成样本输入初步训练好的车型识别网络中,对生成样本重新进行标定,形成标签信息;

S4:训练车型识别网络:将获得的生成样本作为原图像的扩充数据,将已标注的原图像、生成样本图像和图像对应的标签信息作为车型识别网络的输入,并对车型识别网络进行训练;

S5:训练车辆检测网络:基于S1中标注后的车辆图像初步训练车辆检测网络,将图像分块,若块中心在标注的包围框中,则回归预测包围框大小和位置,并且预测回归的包围框里面的物体是车的置信度,使用非极大值抑制算法确定最终包围框的大小和位置;

S6:在线车型识别系统的部署:将训练好的车辆检测网络和车型识别网络部署到服务器上,对新的车辆图像进行在线识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述步骤S1中,将图像大小进行归一化,然后对图像进行镜像操作、均值化、中心化和随机翻转以增加图像数量,将单通道图像改为三通道图像;需要标定的数据有:车辆的类别信息、车辆在图中的坐标位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述步骤S2中,样本生成网络采用生成对抗网络技术,由前半部分的生成网络和后半部分的判别网络组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述样本生成网络由基本的卷积层、全连接层、自注意力层和采样层组成。

5.根据权利要求4所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述生成网络中,采样层的结构为“卷积+上采样+卷积”,上采样方法为最近邻法;所述判别网络中,采样层的结构为“卷积+下采样+卷积”,下采样方法为均值池化法。

6.根据权利要求4所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述自注意力层由三个卷积层组成,假设自注意力层接收到的数据为 输出的自注意力层为 则对于第j通道的第i位置的自注意力权重为

式中, N的大小为自注意力层输

入特征图的宽和高的乘积,C1、C2为通道数,C2=C1/8,WQ和WK分别为可学习的矩阵参数,d为输入距离参数;

基于自注意力权重,计算最终输出,为:

式中,bj为正则项参数, WV是可学习的矩阵参数,

将原数据X加上加权后的注意力层的数据作为注意力层最终的输出,则:Y=λY+X,

式中:参数λ的值随训练批次从0线性增长到1。

7.根据权利要求4所述的一种基于自动扩增样本的车型识别方法,其特征在于,所述生成网络的输入为噪声和车辆图像标签,输出为生成图像,判别网络的输入为生成图像、原始图像和图像对应标签。

8.一种实现权利要求1所述方法的车型识别系统,其特征在于,包括以下模块:车辆图像预处理和标注模块,用于车辆图像归一化处理,人工标注,得到标注的车辆图像,即为原始车辆图像;

车辆检测模块,以车辆图像预处理和标注模块中标注的原始车辆图像为训练集,进行车辆检测模块的训练;在进行车型识别之前,先利用车辆检测模块进行车辆的检测;

样本生成模块,将原始车辆图像和标签作为样本生成网络的输入,训练样本生成网络中的生成网络和判别网络,利用训练好的生成网络生成新的车辆图像,得到生成样本,送入生成样本自动标注模块;

生成样本自动标注模块,接收样本生成模块的生成样本,利用原始车辆图像初步训练车型识别网络,将生成样本输入初步训练好的车型识别网络中,对生成样本重新进行标注,形成标签信息;

车型识别模块,接收生成样本自动标注模块标注的生成样本,将生成样本作为原图像的扩充数据,将已标注的原图像、生成图像和图像对应的标签信息作为车型识别网络的输入,对车型识别网络进行训练,接受车辆检测模块中检测出的车辆,进行其车型的自动识别。