[发明专利]一种基于合成数据集的目标检测方法

权利要求书

1.一种基于合成数据集的目标检测方法，其特征在于，包括：

步骤一、3ds MAX软件将待检测目标的三维模型和真实环境图片组合，通过渲染生成所需数量的合成图像，并进行目标类别和位置的标注，得到合成数据集；

步骤二、采用合成数据集作为训练集，对目标检测网络进行训练：

所述目标检测网络的构建方式为：将自组织特征映射网络与卷积层结合，构建SOMConv层；所述SOMConv层对输入的特征图进行卷积并计算激活值，得到特征图；对不同特征图上处在同一位置的激活值进行由大到小的排序，前n个特征保持大小不变，其余特征全部设定为0；n为正整数；所述n的取值为前一层卷积层输出的特征图数目乘以SOMConv层给定的比率p；

将SOMConv层加入Faster R-CNN网络的分类定位网络中，加入位置在分类定位网络的特征提取网络内且位于第一个卷积层之后，形成SOM R-CNN网络，即所述目标检测网络；

步骤三、待检测图像输入训练完成的SOM R-CNN网络，获得检测结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SOM Conv层设置在特征提取网络的第二层。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一为：

在3ds MAX软件中给待检测目标的三维模型添加真实环境图片作为背景贴图进而建立三维场景，渲染生成所需数量的合成图像；

根据三维模型种类确定目标类别，从而完成合成图像的类别标记；

利用3ds MAX渲染获取仅含背景贴图的图像，通过对背景贴图图像和合成图像进行差值计算，获取合成图像中目标位置的标注框，完成合成图像的标注。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述合成图像的生成方式为：

步骤S11：针对待检测目标，从三维模型库中获取其三维模型，送入到3ds MAX软件中；

步骤S12：3ds MAX软件给三维模型添加地面贴图和环境贴图进而构建三维场景，在三维场景中添加目标摄像机，将其目标设定在三维模型上；

步骤S13：给摄像机添加路径约束，使摄像机绕三维模型旋转，自动获取目标的多个视角图像；

步骤S14：设定渲染参数，每个摄像机间隔设定数量帧渲染其拍摄到的图像，保存渲染得到的图像。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S12中所述在三维场景中添加目标摄像机为：添加多个摄像机，为每个摄像机设定不同的运动路径。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一所述获取合成图像中目标位置的标注框的方式为：

步骤S31:将利用3ds Max软件对待检测目标的三维模型进行渲染从而获取的合成图像记为G(x,y)；

步骤S32：从渲染场景中删除待标注物体的三维模型，仅对背景进行渲染，获得背景图I(x,y)；

步骤S33：计算两幅图像G(x,y)和I(x,y)的差值C(x,y)，并将C(x,y)中孤立的不为0的点设为0；

步骤S34：获取C(x,y)中不为0的点的x,y坐标的最大值与最小值，即可获得当前待标注物体的包围框坐标描述，即为所述合成图像的目标标注框。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当同一合成图像中具有多个待标注物体，从渲染场景中删除待标注物体时，先删除一个，执行步骤S32～S34，然后改变待标注物体，再次执行S32～S34，直到处理完合成图像中所有的待标注物体。