大尺寸图像预处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大尺寸图像预处理方法，所述方法包括构建滤除模块，对重复的、无效的信息进行过滤；构建分割模块，提供一种可拼接的分割方法对图像进行有效分割；构建区域保护模块，处理含有重要目标的区域保留重要信息。本发明专利技术为图像可滤除无效信息、可有效分割、可保护重点区域的大尺寸图像预处理提供了一种可行性方案，能够滤除重复的、无效的信息，最大限度保留物体信息，提升切割效率，避免造成硬件资源的浪费，对重点信息实施区域保护，避免重要信息丢失。重要信息丢失。重要信息丢失。

【技术实现步骤摘要】
大尺寸图像预处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，尤其是一种大尺寸图像预处理方法。

技术介绍

[0002]随着技术的快速发展，图像预处理技术得到迅猛发展，出现了越来越多具有图像处理功能的模块，而通过这些模块进行图像处理时，最重要的应用便是对图像的内容及背景进行滤除、切割和保留重要信息。而在现有的技术中，在对图像进行预处理的过程中，由于图像的尺寸要符合有限的硬件资源，为了图像的识别效率问题，往往需要对该图像进行预处理，以提高识别准确率。
[0003]预处理的主要目的是消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检测性、最大限度地简化数据，从而改进特征提取、图像分割、匹配和识别的可靠性。图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。它是由图像处理到图像分析的关键步骤。在硬件上部署神经网络实现对图片的处理与目标识别时，不得不受到硬件资源的限制，具体的表现为对输入图像大小以及通道数量的限制。传统的目标识别方法多用于小尺寸图片处理，不适用于大尺寸图像的处理与目标识别。例如卫星、遥感图像等大尺寸图片尺寸大且目标小，在实际处理与目标检测中难度很大，因此需要对图片进行缩小、分割、局部区域识别等操作，以便提高识别准确率。同时，部分方法采用曲线来进行滤除、缩小和分割，计算量很大，过程复杂，在拼接时容易出问题，导致小目标丢失，更为重要的是，无法进行反向还原。
[0004]因此，亟需一种新的图像预处理方法。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术实施例提供了一种大尺寸图像预处理方法，以解决滤除无效信息、降低输入图像尺寸，支持有限硬件资源条件下的大尺寸图像识别的问题。
[0006]技术方案：大尺寸图像预处理方法，包括如下步骤：步骤S1、读取待处理的图像，通过差分法计算图像上各像素的梯度值，形成图像梯度图，根据图像梯度图计算能量值，获得图像能量图并预存储；步骤S2、读取图像能量图，逐一采集各列每一像素的能量值并组成该列的能量线，根据每一列所有像素的能量值计算该列的平均能量值；逐一判断每一列的能量值是否低于阈值，如果是，则删除该列对应的能量线，将被删除能量线右侧的所有列像素点左移，使得每删除一列能量线，图像宽度缩小一个单位宽度，得到过滤后图像；步骤S3、读取过滤后图像，并判断过滤后图像尺寸是否大于裁剪尺寸阈值，如大于，按照裁剪大小和指定重叠率进行分割；若小于，对过滤后图像进行部分补零操作。
[0007]根据本申请的一个方面，还包括步骤S0，对图像进行纠偏校正步骤S0a、采集预存储的、与待处理图像相似的图像，构建图像训练集和测试集，标
定目标物体，并将目标物体所在的区域划定为重点区域；步骤S0b、基于所述图像训练集对神经网络进行训练，并采用测试集对神经网络进行测试，直到神经网络的准确率达到预期值；步骤S0c、接收待处理的图像，并采用训练好的神经网络对待处理的图像进行目标识别并纠偏校正，获得若干组包含目标物体的重点区域。
[0008]根据本申请的一个方面，所述步骤S2还包括在获得列平均能量值后，判断是否存在重点区域，若存在，则将该区域中的各个像素点赋予最高能量值。
[0009]根据本申请的一个方面，所述按照裁剪大小和指定重叠率进行分割的过程为：以(1
‑
Overlap)*Chip_W和(1
‑
Overlap)*Chip_H对图像进行分割，其中Overlap为相邻两张图的重叠比例，Chip_W和Chip_H分别为分割图片的宽和高。
[0010]根据本申请的一个方面，当分割到最后一行时，根据最后一行剩余高度判断是否需要对最后一行图片进行拼接；计算出H/Chip_H大小，若小于0.5
‑
Overlap，则将1/(n/Chip_H+Overlap)张图片自上而下拼接，其中h为大尺寸图片分割至最后一行的剩余高度；若结果大于0.5
‑
Overlap，则以图像边界为基准，反方向上取所需尺寸大小。
[0011]根据本申请的一个方面，还包括如下步骤：S4、将裁剪后的图片进行灰度提取，以第一个点像素值进行阈值化和反阈值化操作，若两次操作后，矩阵结果都为0，则说明像素一致，删除该背景图，再根据像素阈值x，将像素值大于x的归一化为255，计算出像素值为0的比例，若小于设定筛选阈值，则删除该无效图片。
[0012]根据本申请的一个方面，步骤S2中还包括如下步骤：在获得每列的能量线后，计算能量线是否穿过重点区域；若存在，则计算能量线穿过重点区域的数量是否超过阈值，若超过阈值，删除穿过重点区域的能量线。
[0013]根据本申请的另一个方面，提供一种大尺寸图像预处理系统，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述任一项实施例所述的大尺寸图像预处理方法。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术的大尺寸图像预处理方法，能够对可能存在检测目标的重点区域进行保护、对输入大尺寸图像中无效信息进行有效滤除、对大尺寸图像进行有效分割，从而大大降低输入图像尺寸，支持有限硬件资源条件下的大尺寸图像识别。
附图说明
[0015]图1为该预处理方法流程图。
[0016]图2为原始输入的大尺寸图像。
[0017]图3为读取后的梯度图。
[0018]图4为计算出的能量图。
[0019]图5为滤除模块的标注图。
[0020]图6为滤除模式效果图。
[0021]图7为分割模块效果图。
[0022]图8为分割模块最后一行优化原理图。
具体实施方式
[0023]以下详细描述本申请的技术原理和技术细节。为了突出本申请的改进点，对于一些现有技术进行了略写，本领域的技术人员能够知晓相关
技术实现思路
，同时，结合本申请的
技术实现思路
，可以解决本申请提出的技术问题，并获得相应的技术效果。
[0024]如图1所示，提供一种大尺寸图像预处理方法，包括：步骤1、从原始图像中获取第一图像，所述第一图像为待执行预处理操作的图像，给所述第一图像添加掩膜，解析所述添加掩膜后的图像；构建区域保护模块，将所述添加掩膜后的图像输入区域保护模块，通过区域保护模块添加区域点，并为该区域点赋最高能量值，输出带有保护区域的图像；构建区域保护模块的过程如下：所述添加掩膜用于对掩膜区域进行处理，将该掩膜区域的能量值进行调高，再将处理后的掩膜区域输入区域保护模块用于识别目标信息的重要区域。
[0025]步骤2、构建滤除模块，所述带有保护区域的图像输入滤除模块，获得所述滤除模块对应图像的能量图，所述能量图相关参数包括：列能量线和阈值；构建滤除模块的过程如下：所述列能量线由若干个像素点的能量值构成，计算第一图像的每一列能量线，根据每一列构成的像素点的能量值的总和除以每一列区域点的个数得出每一列的平均能量值；删除低于所述阈值的能量线，将所述低于阈值的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大尺寸图像预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、读取待处理的图像，通过差分法计算图像上各像素的梯度值，形成图像梯度图，根据图像梯度图计算能量值，获得图像能量图并预存储；步骤S2、读取图像能量图，逐一采集各列每一像素的能量值并组成该列的能量线，根据每一列所有像素的能量值计算该列的平均能量值；逐一判断每一列的能量值是否低于阈值，如果是，则删除该列对应的能量线，将被删除能量线右侧的所有列像素点左移，使得每删除一列能量线，图像宽度缩小一个单位宽度，得到过滤后图像；步骤S3、读取过滤后图像，并判断过滤后图像尺寸是否大于裁剪尺寸阈值，如大于，按照裁剪大小和指定重叠率进行分割；若小于，对过滤后图像进行部分补零操作。2.根据权利要求1所述的大尺寸图像预处理方法，其特征在于，所述步骤S2还包括在获得列平均能量值后，判断是否存在重点区域，若存在，则将该区域中的各个像素点赋予最高能量值。3.根据权利要求1所述的大尺寸图像预处理方法，其特征在于，所述按照裁剪大小和指定重叠率进行分割的过程为：以(1
‑
Overlap)*Chip_W和(1
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Overlap)*Chip_H对图像进行分割，其中Overlap为相邻两张图的重叠比例，Chip_W和Chip_H分别为分割图片的宽和高。4.根据权利要求3所述的大尺寸图像预处理方法，其特征在于，当分割到最后一行时，根据最后一行剩余高度判断是否需要对最后一行图片进行拼接；计算出H/Chip_H大小，若小于0.5
‑
Overlap，则将1/(n/Chip_H+Overlap)张图片自上而下拼接，其中h为大尺寸图片分割至最后一行的剩余高度；若结果大于0.5
‑
Overlap，则以图像边界为基准，反方向上取所需尺寸大小。5.根据权利要求4所述的大尺寸图像预处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：S4、将裁剪后的图片进行灰度提取，以第一个点像素值进行阈值化和反阈值化操作，若两次操作后，矩阵结果都为0，则说明像素一致，删除该背景图，再根据像素阈值x，将像素值大于x的归一化为255，计算出像素值为0的比例，若小于设定筛选阈值，则删除该无效图片。6.一种大尺寸图像预处理方法，其特征在于，包括：步骤1、从原始图像中读取第一图像，所述第一图像为待执行预处理操作的图像，给所述第一图像添加掩膜，解析所述添加掩膜后的图像；构建区域保护模块，将所述添加掩膜后的图像输入区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，何旻昊，傅玉祥，蒋林，何书专，李伟，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：