一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法及系统，所述方法包括基于图像采集终端采集相关区域的环境图像并发送至服务器进行图像处理；在服务器内基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别。本发明专利技术基于卷积神经网络模型，能够对城市区域内的视觉污染物进行自动识别，以便能够针对污染区域进行相关处理。

A method and system of urban visual pollutant identification based on convolutional neural network

【技术实现步骤摘要】
一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法及系统
本专利技术主要涉及城市视觉污染物处理相关
，具体是一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法及系统。
技术介绍
在“信息时代”，能源的交换和传输已经成为现代生活不可分割的一部分，随之带来了大量的物质设备和结构，如网络塔、通信和电气电线等广告牌和标牌等。人的视觉对于那些杂乱无章、极度不协调、相当无秩序、丑陋、脏乱差的事物会产生情绪上的烦躁郁闷、感官上的倦怠等。像城市里凌乱不堪的建筑、各式各样的广告牌都在一定程度上会造成视觉污染。视觉污染不仅能够导致神经功能、体温、心律、血压等等失去协调，还会引起头晕目眩、烦躁不安、饮食下降、注意力不集中、无力、失眠等症状。这些症状称为“视觉污染综合症”。近年来，城市中神经衰弱、失眠症的人逐日增加，患某些常见病、多发病的居民人数也有所上升，这一现象的出现与城市的视觉污染加剧有密切关系。到目前为止，视觉污染的选择研究方法仍然是人工数据采集方法为主，其具有人力劳动强度大、效率低，效果不明显的缺陷。
技术实现思路
为解决目前技术的不足，本专利技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法及系统，其能够对城市区域内的视觉污染物进行自动识别，以便能够针对污染区域进行相关处理。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，所述方法包括：基于图像采集终端采集相关区域的环境图像并发送至服务器进行图像处理；在服务器内基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别。优选地，所述环境图像发送至服务器后，首先对所述环境图像进行预处理，所述预处理为灰度化处理。优选地，在对环境图像进行训练时，首先采取人工干预的方法识别出多类视觉污染物图像并进行标记，其中每类视觉污染物图像均标记多张，通过人工干预标记的视觉污染物图像进行训练。根据本专利技术的另一方面，提供一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别系统，包括图像采集终端和服务器；所述图像采集终端为多个，采用分布式布置的方式布置于城市相关区域并采集相关区域的环境图像通过有线或无线的方式发送至服务器；所述服务器用于基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别；其中，所述图像采集终端包括控制器、定位模块、固定底座以及转动壳体，所述固定底座上固定设置一圆台，所述圆台顶部设置锥型齿，所述转动壳体底部与所述固定底座之间转动配合，所述转动壳体内部设有电机、转动组件、角度调节组件以及安装有摄像头的摄像头支架，所述转动组件包括与圆台顶部设置的锥型齿啮合的锥齿轮，所述锥齿轮一侧固定连接转动连接盘，所述角度调节组件包括角度调节转轴、从动齿轮以及主动齿轮，所述从动齿轮固定于所述角度调节转轴，所述主动齿轮与从动齿轮啮合配合，所述主动齿轮与转动连接盘同轴设置且两者之间具有一定的间隙，所述主动齿轮可相对转动的套设于电机的输出轴上，所述摄像头支架通过连接轴安装于一框体内，所述框体与转动壳体固定连接，所述连接轴一端固定连接角度调节齿轮，所述角度调节转轴靠近所述框体的一端设有蜗杆，所述蜗杆与所述角度调节齿轮啮合，所述电机固定于转动壳体内，所述电机的输出轴上安装有驱动盘，所述驱动盘和输出轴之间具有周向限位，所述驱动盘和输出轴在轴向方向滑动配合，所述驱动盘设置在转动连接盘以及主动齿轮之间，所述驱动盘两侧端面分别设有与转动连接盘以及主动齿轮侧面相吸合的电磁吸盘，通过所述电磁吸盘能够使所述驱动盘与转动连接盘或主动齿轮吸附固定连接。作为优选，所述图像采集终端还包括太阳能光伏板以及蓄电池。作为优选，所述圆台与转动壳体之间设有第一轴承。作为优选，所述锥齿轮与转动连接盘相连接的转动连接轴上设有底部支撑架，所述底部支撑架固定在转动壳体内，所述底部支撑架和转动连接轴之间设有第二轴承；所述角度调节转轴靠近摄像头支架的一端设有顶部支撑架，所述顶部支撑架固定在转动壳体内，所述顶部支撑架和角度调节转轴之间设有第三轴承。作为优选，所述主动齿轮与电机的输出轴之间设有第四轴承；所述角度调节转轴远离摄像头支架的一端设有侧部支撑架，所述侧部支撑架固定在转动壳体内，所述侧部支撑架和角度调节转轴之间设有第五轴承。作为优选，所述驱动盘和电机的输出轴之间通过能够传递扭力并且能够提供轴向滑动的导向键连接。作为优选，所述控制器包括定时器，所述定时器用于定时控制所述电机，使所述电机的驱动盘与所述转动组件或角度调节组件连接。本专利技术的有益效果：1、本专利技术基于卷积神经网络模型实现对城市视觉污染物的识别，能够提高对对视觉污染物区域标定的准确性，本专利技术的识别方法应用于城市视觉污染物的识别中，相比于传统通过人工采集数据的方式，其能够大幅度降低人力劳动强度，提高视觉污染物的识别效率。2、本专利技术所提供的基于卷积神经网络模型的污染物识别系统，能够通过服务器判断图像采集终端传输的图像是否存在视觉污染的可能性，实现对视觉污染物区域的图像识别，提高对视觉污染物区域标定的准确性，通过GPS地理定位，获取视觉污染物的具体位置。3、本专利技术所提供的城市视觉污染物识别系统，针对城市视觉污染物主要为广告牌和标牌，电话-电话和通讯线，网络和通讯塔，街道垃圾等情况，将图像采集终端设计为仅通过一个电机即可控制图像采集摄像头的转动和角度调整，结构简单，成本低廉，耗电量少；因此，只需一个电机即可实现摄像头基本全范围的拍照，且由于视觉污染物的分布特性，在正常使用时，可使摄像头一直维持在街道垃圾区域，而定期调整摄像头的转动和摆动，使其采集高处和周围的广告牌和标牌、电话-电话和通讯线，网络和通讯塔等，故，一个摄像头即可完成很大区域内的污染物图像采集，在城市视觉污染物识别应用中，本图像采集终端的设计能够有效降低其在城市内的分布数量，以减少系统搭建成本。附图说明附图1为本专利技术系统框架图。附图2为本专利技术原理图。附图3为本专利技术图像采集终端结构图。附图4为本专利技术摄像头安装相关结构图。附图5为本专利技术图像采集终端转动调节状态结构图。附图6为本专利技术图像采集终端摆动调节状态结构图。具体实施方式结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。本专利技术实施例所提供的基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，其主要是基于卷积神经网络框架实现，通过对图像进行训练得到训练好的视觉污染物分类识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，其特征在于，所述方法包括：/n基于图像采集终端采集相关区域的环境图像并发送至服务器进行图像处理；在服务器内基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，其特征在于，所述方法包括：
基于图像采集终端采集相关区域的环境图像并发送至服务器进行图像处理；在服务器内基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别。


2.根据权利要求1所述的基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，其特征在于，所述环境图像发送至服务器后，首先对所述环境图像进行预处理，所述预处理为灰度化处理。


3.根据权利要求1所述的基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别方法，其特征在于，在对环境图像进行训练时，首先采取人工干预的方法识别出多类视觉污染物图像并进行标记，其中每类视觉污染物图像均标记多张，通过人工干预标记的视觉污染物图像进行训练。


4.一种基于卷积神经网络的城市视觉污染物识别系统，其特征在于，包括图像采集终端和服务器；
所述图像采集终端为多个，采用分布式布置的方式布置于城市相关区域并采集相关区域的环境图像通过有线或无线的方式发送至服务器；
所述服务器用于基于卷积神经网络框架对环境图像进行训练，提取各图像特征，建立基于卷积神经网络的视觉污染物分类识别模型；对图像采集终端后续发送的环境图像，利用训练好的分类识别模型进行城市视觉污染物的分类识别；
其中，所述图像采集终端包括控制器、定位模块、固定底座以及转动壳体，所述固定底座上固定设置一圆台，所述圆台顶部设置锥型齿，所述转动壳体底部与所述固定底座之间转动配合，所述转动壳体内部设有电机、转动组件、角度调节组件以及安装有摄像头的摄像头支架，所述转动组件包括与圆台顶部设置的锥型齿啮合的锥齿轮，所述锥齿轮一侧固定连接转动连接盘，所述角度调节组件包括角度调节转轴、从动齿轮以及主动齿轮，所述从动齿轮固定于所述角度调节转轴，所述主动齿轮与从动齿轮啮合配合，所述主动齿轮与转动连接盘同轴设置且两者之间具有一定的间隙，所述主动齿轮可相对转动的套设于电机的输出轴上，所述摄像头...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙婷婷，陈林林，狄乐蒙，
申请(专利权)人：威海海洋职业学院，
类型：发明
国别省市：山东;37