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专利号: 2020100560687
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于显著区域分割的衣物量检测的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:S01、设计基于特征聚合及循环残差优化模块的视觉显著性区域分割DA‑RCB网络,使用训练衣物数据{(Ik,Jk)}k=1,2,...,M对分割DA‑RCB网络进行端到端训练,获得网络参数,建立网络模型;其中Ik为第k个衣物样本的原始图像,Jk为第k个衣物样本的显著区域标定图像,M为训练样本个数;

S02、将已知衣物量的样本图像输入分割DA‑RCB网络,分割出洗衣机桶内衣物的前景即衣物区域,进而获得衣物量分别为少量、中量或多量的样本图像中衣物区域面积的统计分布直方图,根据直方图选择三种衣物量的衣物前景区域面积阈值T1,T2;

S03、将测试衣物样本图像输入分割DA‑RCB网络,分割出图像中的视觉显著性区域即衣物前景区域F,计算前景区域面积A,若A<T1,判断衣物量为少量,若T1≤A<T2,判断衣物量为中量,若A≥T2,判断衣物量为多量;

所述S01包括:

(1)将训练集图像Ik输入基础网络VGG‑16,提取来自conv1‑2、conv2‑2、conv3‑3、conv4‑

3、conv5‑3层的5个尺度的特征{fi}i=1,2,...,5;

(2)对每一个尺度i,将其它4个尺度的特征{fj}j≠i经过卷积、池化,以及反卷积、插值运算,变为与fi具有相同的分辨率和通道数,并将其与fi级联,经过核大小为1的卷积层生成特征图{gi}i=1,2,...,5;

(3)对{gi}i=1,2,...,5进行特征聚合,得到聚合特征F;

(4)将聚合特征F送入循环残差优化模块,设定循环次数,利用残差卷积块循环学习残差以不断优化显著图,优化训练采用标准交叉熵损失;通过最小化总损失,寻找最佳网络参数;

(5)循环次数结束,得到DA‑RCB网络中所有参数,网络模型建立完毕;

所述的S01中的第(3)步,其主要步骤如下:

1)对特征图{gi}i=2,3,4,5分别进行上采样,使每一个gi的大小与g1一致;然后将g1,g2,g3,g4,g5串联,得到串联特征Cat(g);

2)将串联特征Cat(g),送入特征聚合块;该聚合块由三个卷积层和一个空洞空间金字塔池化运算构成,其中三个卷积层的核大小分别为3×3、3×3和1×1,通道数均为256;空洞空间金字塔池化包含一个1×1卷积层、三个带有不同大小扩张率r的3×3空洞卷积层、一个经过1×1卷积与上采样的全局均值池化运算代表的图像级特征;

3)特征聚合块输出聚合特征F。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的S01中的第(4)步,其主要步骤为:(a)利用聚合特征F生成初始显著图作为起点,然后利用残差卷积块循环学习残差以不断优化显著图;

(b)训练采用的总损失表示为:

k k

其中K为循环次数,L(S ,G)表示第k次预测显著图S和真值图G之间的标准交叉熵损失:其中, 和Gt分别表示第k次预测显著图和真值图上第t个像素的显著值,T表示图像总像素个数;Gt=1和Gt=0分别表示显著像素和非显著像素, 表示算法预测的显著值;

通过最小化总损失,寻找最佳网络参数。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中所述的循环次数范围为4‑6次。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)所述的三个带有不同大小扩张率r中的r=2,4,6。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,(a)步骤表达为:k‑1 k

其中,S 和S 分别表示第k‑1和k次循环后的显著图,RCB(·)表示残差卷积块,包含三个卷积层,核大小分别为3×3、3×3和1×1,通道数分别为128、128和1。

6.一种基于显著区域分割的衣物量检测及护色洗判别方法,其特征在于,在如权利要求1所述的基于显著区域分割的衣物量检测的方法的基础上,还包括以下步骤:S04、计算衣物前景区域F的HSB颜色值,定义ST为衣物区域S分量的最大值乘以0.4,BT为衣物区域B分量的最大值乘以0.5,统计衣物区域中颜色值满足S分量的值小于ST且B分量的值大于BT的像素点个数,将其记为a,若a<0.5A,则判断所述测试衣物样本图像对应的衣物需要护色,否则为不需要护色洗。

7.权利要求1的方法在衣物量检测中的应用。

8.权利要求6的方法在衣物量检测及护色洗判别中的应用。