[发明专利]一种基于复杂背景下的小目标识别系统

权利要求书

1.一种基于复杂背景下的小目标识别系统，其特征在于，包括：

图片获取模块，用于采集图片信息，并将图片信息发送至图像增强模块；

图像增强模块，用于接收来自图片获取模块的图片信息，并通过阈值分割技术对图片信息内的背景进行去除，并将处理后的图片信息发送至图片噪声过滤模块；

图片噪声过滤模块，用于接收处理后的图片信息，将处理后的图片信息通过中值滤波法进行噪声的去除；

目标识别模块，用于获取降噪后的图片信息，并对图片中的目标进行标注和识别;

所述目标识别模块包括神经网络模型存储单元、神经网络训练单元、神经网络模型选取单元、小目标识别单元和标注单元；

所述神经网络模型存储单元用于储存训练好的神经网络模型和神经网络模型模板，所述神经网络模型采用Faster-RCNN算法，分为卷积层子模板、RPN网络、ROI Pooling层和分类层，其中卷积层子模板以VGG16网络作为基础，再加上SE模块处理层、采样层和特征融合层组成，其中的VGG16网络去除最后的池化层、全连接层和soft-max分类层，此时的VGG16网络由13个conv+relu层和4个Pooling层组成；

所述神经网络训练单元用于加载神经网络模型模板，并根据训练数据集对神经网络模型模板进行参数训练；

所述神经网络模型选取单元用于响应用户的操作从神经网络模型存储单元中选取对应的训练好的神经网络模型，并送入小目标识别单元；

所述小目标识别单元用于加载训练好的神经网络模型，并将获取的图片信息送入训练好的神经网络模型，训练好的神经网络模型对图片信息进行处理，生成目标类型标签和定位框坐标；

所述标注单元用于接收定位框坐标，并根据定位框坐标在图片上进行标注，标注的内容包括定位框和目标类型标签；

还包括先验框生成模块；

所述先验框生成模块用来根据训练数据集的图片生成目标存在概率最高的区域，记为先验框；

所述先验框生成模块生成先验框的步骤为：

T1：训练数据集总图片数为M，选取一张训练数据集中的图片，根据其上标注框的坐标位置，获取处于标注框内的所有像素点坐标（x_i，y_j），并进行存储，记为集合δ，其中i=1,2,3······I，I为对应图片像素点x坐标的最大值，j=1,2,3······J，J为对应图片像素点y坐标的最大值，集合δ中的每个像素点坐标分配一个权重w_n，n=1，2，3······N，N为集合δ中所有元素总个数，记录k=1；

T2：再选取下一张训练数据集中的图片，根据其上标注框的坐标位置，依次获取标注框内的像素点坐标（x_i，y_j）；

T3：将（k+1）赋值给k，每一次获取像素点坐标（x_i，y_j），便遍历整个集合δ与此像素点坐标进行匹配；若匹配成功，将w_n+1赋值给匹配成功对应的像素点坐标的权重w_n；若匹配失败，将此像素点坐标添加至集合δ中，并对其分配权重w_n；

T4：对k值进行判断，若“k≤M”成立，则回到T2；若“k≤M”不成立，进入T5；

T5：对集合δ中所有像素点坐标（x_i，y_j）按权重w_n从大到小进行排序，并选取权重w_n在前e的像素点坐标（x_i，y_j），记为集合μ，其中e为权重置信度阈值；

T6：选取集合μ中的所有像素点坐标（x_i，y_j）中的x_i，并将选取的x_i按从大到小进行排列，再选取其中的最大值x_max和最小值x_min；选取集合μ中的所有像素点坐标（x_i，y_j）中的y_j，并将选取的y_j按从大到小进行排列，再选取其中的最大值y_max和最小值y_min；以坐标（x_min，y_min）和坐标（x_max，y_max）为左下角坐标和右上角坐标，生成先验框，先验框以坐标形式储存。