[发明专利]一种垃圾分类站垃圾投放扫描系统

权利要求书

1.一种垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：包括控制器和图像采集模块，所述控制器通过图像预分割单元对图像采集模块采集包含多个目标物体的待识别图像进行预分割处理得到预分割图像，并对预分割图像进行初步优化分割、拼接，得到子分割图像；

所述控制器通过分割优化模块建立旗鱼优化器对子分割图像进行再次优化分割，并将二次优化分割后得到的分割图像输入垃圾种类判断单元，所述垃圾种类判断单元通过提取分割图像的细粒度特征，并根据细粒度特征对比结果，输出分割图像中目标物体所属种类。

2.根据权利要求1所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述图像预分割单元包括第一图像预处理模块、图像预分割模块、特征信息获取模块、分割图像判断模块、分割位置获取模块和分割图像处理模块；

所述第一图像预处理模块对待识别图像进行预处理，所述图像预分割模块对预处理后的图像进行预分割处理，得到预分割图像；

所述特征信息获取模块从预分割图像中获取相关特征信息，所述分割图像判断模块根据相关特征信息判断预分割图像中是否存在未被完全分割的目标物体，所述分割位置获取模块在目标物体没有被完全分割的预分割图像中寻找分割位置，所述分割图像处理模块按照分割位置对相应预分割图像进行优化分割，并基于相关特征信息对相邻预分割图像中属于同一目标物体的图像碎片进行拼接，得到子分割图像。

3.根据权利要求2所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述第一图像预处理模块对待识别图像进行解码、降噪和去除干扰点，所述图像预分割模块根据待识别图像中的对比度判断目标物体的轮廓信息，并基于轮廓信息对预处理后的图像进行预分割处理，得到预分割图像。

4.根据权利要求2所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述分割位置获取模块获取目标物体没有被完全分割的预分割图像的垂直投影图，通过在垂直投影图中寻找谷点以获取目标物体的粘连位置，并将该粘连位置作为分割位置。

5.根据权利要求4所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述特征信息获取模块从预分割图像中获取的相关特征信息包括：物品宽高比、物品形状、物品透明度、物品颜色、物品纹理和物品图案。

6.根据权利要求1所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述分割优化模块建立旗鱼优化器对子分割图像进行再次优化分割，包括：

在给定的搜索空间内对旗鱼、沙丁鱼进行随机初始化，并设定最大迭代次数，其中，旗鱼种群用X_SF表示，沙丁鱼种群用X_F表示，初始化后，旗鱼适应度值最好的种群用X_eliteSF表示，沙丁鱼适度值最好的种群用X_injuredS表示；

对旗鱼、沙丁鱼进行位置更新，综合考虑旗鱼和沙丁鱼的位置，如果沙丁鱼的位置优于旗鱼的位置，则将沙丁鱼的位置赋给旗鱼；

重复进行迭代，直到达到最大迭代次数，并输出最优位置作为最优分割组合。

7.根据权利要求6所述的垃圾分类站垃圾投放扫描系统，其特征在于：所述对旗鱼进行位置更新采用下式：

X’_newSF＝X’_eliteSF-λ_i*{rand(0,1)*[(X’_eliteSF+X’_injuredS)/2]-X’_oldSF}

其中，X’_eliteSF表示在当前迭代次数i时，旗鱼的最佳位置，X’_injuredS表示在当前迭代次数i时，沙丁鱼的最佳位置；

系数λ_i的定义如下：

λ_i＝2*rand(0,1)*PD-PD

其中，PD代表猎物群的密度，用下式表示：

PD＝1-N_SF/(N_SF+N_S)

N_SF、N_S分别代表旗鱼和沙丁鱼的数量。