一种具有快速分类功能的垃圾分类处理装置的制造方法_4

文档序号:9922291阅读:来源:国知局
了得到准确的曲率,选宽度为De {15,17}的窗函数W(n),对曲率kN(t) 进行邻域平均,得到平均曲率kiN(t),同时对窗口内的曲率值排序,选定中值曲率k 2N(t),将 平均曲率k1N⑴和中值曲率k2N⑴差的绝对值与选定的阈值1^ = 0.28进行比较,根据比较结 果决定含噪轮廓曲率k'UhBP:
[0071 ]当 | kiN(t)_k2N(t) | >Τι时,k' N(t) =kiN(t)
[0072] 否则,k'N(t) =k2N(t);
[0073] 由于曲率值较大的轮廓点通常反映了目标的显著特征,根据k^U)将轮廓中所有 轮廓点划分为特征点或非特征点,设定可变权值Τκ,通过判断目标轮廓特征多少,自适应的 决定Τκ,
[0074] 当 I k' N(t) I〈TK*max I k' N(t) I 时,特征函数f(t) = 0
[0075] 否则,特征函数f(t) = 1;
[0076] 分类后所得到的特征点和非特征点的分布并不连续,无法选取滤波器对其进行有 效的轮廓平滑。为了得到较好的轮廓平滑效果,有必要对同类型的轮廓点进行合并处理。
[0077] 合并模块:用于剔除由于噪声干扰产生的伪特征点,以及对无法形成连续区域的 特征点和非特征点进行合并操作,从而得到有效的特征区域与非特征区域:选定一个起始 点〇,轮廓起始点向两侧延伸合并相邻的点,以该起始点类型作为该区域预设类型,向两侧 延伸各S X μ〇时停止,其中S为预设的最小长度,在此实施例中S = 23,
为〇点处的实时曲率修正系数,
代表0点的曲率半径,
代表由上述窗函数得到的0 点的平均曲率半径,实时曲率修正系数用于根据不同点的曲率不同,自动修正延伸长度, 曲率大的地方需要的长度小些,曲率小的地方需要的长度大些,这样能有效减小合并后的 失真现象;分别计算两侧区域内相异点的个数Ν+1和Ν-1,若相异点的个数小于设定的该类 型相异点最小个数,则该区域与预设类型相同,否则,与预设类型相反;再以两个停止点〇 +1 和点0-1作为起始点重新开始计算,向外侧延伸时停止,其中 代表点〇+1和点Ο-i处的实时曲率修正系数,〇 +1两侧区域内相异点个数为Ν+2,0^两侧区域内 相异点个数为Ν-2,根据上述判定条件,依次确定各段轮廓类型,长度不足S的部分根据其与S 的比例计算相异点个数,计入相应的特征区域;对相邻的同类型区域进行合并,得到连续的 特征区域和非特征区域。
[0078] 滤波模块:乘性噪声由于和图像信号是相关的,随图像信号的变化而变化,采用维 纳滤波来进行一级滤除,此时图像信息还包含有残余乘性噪音,通过F滤波器F(x,y)=qX exp(_(x 2+y2)/P2进行二级滤除,其中q是将函数归一化的系数,即:JJqXexp(-(x 2+y2)/P2) dxdy = l,β为图像模板参数;
[0079]乘性噪声滤除后,含噪目标轮廓的弧长参数化方程表示为6〃(丨)'=6(〇+见(〇;假 设加性噪声为高斯白噪声:XN(t) ' = X(t)+gi(t,〇2),yN(t) ' =y(t)+g2(t,〇2),其中xN(t) ' 和 yN(t)'分别表示去除乘性噪声后含噪轮廓上各点坐标,gl(t,〇 2)和g2(t,〇2)分别是均值为 零、方差为σ 2的高斯白噪声,用于模拟含噪目标轮廓中的加性噪声;
[0080]
对含噪轮廓进行平滑,命名为Κ滤波器,经过轮廓点分类 和区域划分,含噪轮廓GN(t) '表示为不同类型轮廓分段的组合:GN(t)' =Σ? Gf⑴+ Σ? GfF (t), 其中(t);表示包含特征区域的轮廓分段,(t)表示包含非特征区域的轮廓分段,根据 轮廓特征分布选取K滤波器的参数,同时考虑全局特征和局部特征因素,在特征区域,为了 保留细节信息,令dmin(a',h X σ』),在非特征区域,关注抑制噪声的效果,令 ,其中σ'为先验估算得到的全局方差,〇1为所选特征区域的先验估算 方差,σ〇为所选非特征区域的先验估算方差,Pai所选特征区域的平均实时曲率修正系数, :P〇:为所选非特征区域的平均实时曲率修正系数;为了达到较好的平滑效果,选取每种类型 区域最小长度S的一半作为K滤波器85%置信区间的长度,从而根据两类区域的长度自适应 不同参数的K滤波器。
[0081 ] 在此实施例中,S = 23,阈值h = 0.28,窗函数宽度D e {15,17},对噪声强度I e {40dB,50dB}的含噪图像虽然增加了部分计算量,但是对此区间的图像有优异的平滑效果, 且细节信息保留情况较好,垃圾分类处理装置通过目标轮廓识别目标,识别过程中能有效 滤除目标轮廓噪声,与手工作业相比,垃圾的分类速度提高了92%,对垃圾的正确分类也达 到了90%以上。
[0082]实施例5: -种具有快速分类功能的垃圾分类处理装置,包括普通垃圾分类处理装 置和安装在垃圾分类处理装置上的目标识别装置,该垃圾分类处理装置具有很强的垃圾分 类处理能力,垃圾分类处理装置通过目标轮廓识别目标,识别过程中能有效滤除目标轮廓 噪声,从而根据轮廓对垃圾种类做出正确识别,其特征是,包括建模模块、分段模块、合并模 块和滤波t吴块;
[0083] 建模模块,用于建立目标轮廓的参数化方程:对于给定的目标轮廓G(t),其弧长参 数化方程表示为G(t) = (x(t),y(t)),其中x(t)和y(t)分别表示轮廓点的坐标,t表示轮廓 曲线方程的参数,且te[0,i];
[0084] 含噪轮廓的弧长参数化方程表示为AWOiGUHNKO+NdOGU),其中加性噪 声部分Ni(t)=Ni(xi(t),yi(t)),乘性噪声部分N2(t)=N2(X2(t),y2(t));
[0085] 分段模块,用于对轮廓的分段:目标轮廓G(t)和含噪轮廓GN(t)所对应的曲率分别 为k(t)和k N(t);由于受到噪声的影响,含噪轮廓GN(t)上部分特征点的曲率值kN(t)不能准 确表示轮廓信息,为了得到准确的曲率,选宽度为De {17,19}的窗函数W(n),对曲率kN(t) 进行邻域平均,得到平均曲率kiN(t),同时对窗口内的曲率值排序,选定中值曲率k 2N(t),将 平均曲率k1N⑴和中值曲率k2N⑴差的绝对值与选定的阈值1^ = 0.26进行比较,根据比较结 果决定含噪轮廓曲率k'UhBP:
[0086] 当 | kiN(t)_k2N(t) | >Τι时,k' N(t) =kiN(t)
[0087] 否则,k'N(t) =k2N(t);
[0088] 由于曲率值较大的轮廓点通常反映了目标的显著特征,根据k'U)将轮廓中所有 轮廓点划分为特征点或非特征点,设定可变权值Τκ,通过判断目标轮廓特征多少,自适应的 决定Τκ,
[0089] 当 | k7 N(t) |〈TK*max | k7 N(t) | 时,特征函数 f(t) =0
[0090] 否则,特征函数f(t) = 1;
[0091] 分类后所得到的特征点和非特征点的分布并不连续,无法选取滤波器对其进行有 效的轮廓平滑。为了得到较好的轮廓平滑效果,有必要对同类型的轮廓点进行合并处理。
[0092] 合并模块:用于剔除由于噪声干扰产生的伪特征点,以及对无法形成连续区域的 特征点和非特征点进行合并操作,从而得到有效的特征区域与非特征区域:选定一个起始 点〇,轮廓起始点向两侧延伸合并相邻的点,以该起始点类型作为该区域预设类型,向两侧
延伸各S X μ〇时停止,其中S为预设的最小长度,在此实施例中S = 25 为0点处的实时曲率修正系数
代表0点的曲率半径
代表由上述窗函数得到的0 点的平均曲率半径,实时曲率修正系数用于根据不同点的曲率不同,自动修正延伸长度, 曲率大的地方需要的长度小些,曲率小的地方需要的长度大些,这样能有效减小合并后的 失真现象;分别计算两侧区域内相异点的个数Ν+1和Ν-1,若相异点的个数小于设定的该类 型相异点最小个数,则该区域与预设类型相同,否则,与预设类型相反;再以两个停止点〇 +1 和点0-1作为起始点重新开始计算,向外侧延伸时停止,其中 代表点〇+1和点Ο-i处的实时曲率修正系数,〇 +1两侧区域内相异点个数为Ν+2,0^两侧区域内 相异点个数为Ν-2,根据上述判定条件,依次确定各段轮廓类型,长度不足S的部分根据其与S 的比例计算相异点个数,计入相应的特征区域;对相邻的同类型区域进行合并,得到连续的 特征区域和非特征区域。
[0093]滤波模块:乘性噪声由于和图像信号是相关的,随图像信号的变化而变化,采用维 纳滤波来进行一级滤除,此时图像信息还包含有残余乘性噪音,通过F滤波器F(x,y)=
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