一种基于智能图像处理的数据采集方法与流程

本发明属于图像处理，具体涉及一种基于智能图像处理的数据采集方法。

背景技术：

1、随着图像处理技术的发展，出现了一种图像风格化的技术，该技术一般需要对图像的不同区域采用不同风格化方式，目前，图像风格化技术通常是通过生成配对的训练数据，使用神经网络进行训练。然而，由于配对图片的区域识别不准确，通过神经网络生成的图片容易存在瑕疵，生成的图片准确率较低。

2、在公开号为cn 113469876 a的中国专利中，提到了一种图像风格迁移模型的训练方法、图像处理方法、装置、电子设备及存储介质。所述图像风格迁移模型的训练方法包括：获取样本图像、对应的待处理区域图像和初始风格图像；初始风格图像为对待处理区域进行图像风格迁移处理后得到的图像；对待处理区域图像中的待处理区域进行收缩，得到收缩区域图像；根据样本图像、初始风格图像以及收缩区域图像，得到目标风格图像；目标风格图像为对样本图像中的收缩区域，进行图像风格迁移处理后得到的图像；根据样本图像、收缩区域图像和目标风格图像，对神经网络模型进行训练，得到图像风格迁移模型。本发明实现了准确识别图片的待处理区域的区域范围，进而提高生成的目标风格图像的准确率，尽管上述方案有益效果诸多，但是该方案仍存在对图像进行风格迁移处理时，无法有序处理的图像风格迁移工作，并且没有对输入图像和风格图像进行分析比对，容易造成图像风格迁移工作出现偏差和错误的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于智能图像处理的数据采集方法，以解决现有技术对图像进行风格迁移处理时，无法有序处理的图像风格迁移工作，并且没有对输入图像和风格图像进行分析比对，容易造成图像风格迁移工作出现偏差和错误的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于智能图像处理的数据采集方法，包括以下步骤：

4、s1、采集原始图像数据，通过光学元件，采集图像信息；

5、s2、图像数据处理，通过图像处理库对s1中所述图像信息数据进行预处理，以减少噪声、提高图像质量，并将图像标准化为统一的格式和分辨率；包括去除图像中的背景、调整对比度、标准化操作以及对图像进行标注；

6、s3、风格图像选择，选择一张印象派风格的图像，将该图像的风格特征作为风格迁移的参照；

7、s4、风格迁移模型搭建，使用卷积神经网络模型结合s3中风格特征进行风格迁移模型搭建；

8、s5、定义损失函数，所述损失函数组成包括内容损失和风格损失，用于衡量生成图像与原始内容图像之间的差异；

9、s6、图像生成，最小化定义损失函数，通过迭代优化，生成具有印象派风格的图像；

10、s7、应用风格，将生成的具有印象派风格的图像与原始图像通过像素级混合，保留原始图像的内容并添加印象派风格，得到风格迁移后的图像。

11、优选的，所述光学元件包括相机、摄像头和光学传感器。

12、优选的，所述图像处理库包括opencv和pil。

13、优选的，所述标注包括对象检测、分类和分割任务。

14、优选的，所述风格特征提取步骤如下：

15、

16、其中表示在第i行，第k通道的风格特征值，表示在第j列，第k通道的风格特征值，gram矩阵gs表示图像的风格特征。

17、优选的，所述卷积神经网络为vgg卷积神经网络为：

18、f(i)＝(f(i+1)-1)*s+k

19、其中f(i)为第i层感受野，s为第i步的步距，k为卷积核或者池化核尺寸。

20、优选的，所述内容损失具体如下：

21、

22、所述风格损失具体如下：

23、

24、其中，s是原始风格图像的gram矩阵，g是生成图像的gram矩阵，el表示第l层的风格损失，wl是相应层的权重，得到损失函数为：

25、ls(g,s,g)＝αlc(c,g)+βls(s,g)

26、其中，α和β分别是权衡内容损失和风格损失的权重参数。

27、优选的，所述生成具有印象派风格的图像使用梯度下降更新实现，具体为：

28、

29、通过定义损失函数l(g,c,s)达到最小值，得到生成具有印象派风格的图像。

30、优选的，所述像素级混合进行加权平均，生成图像为g，原始图像为c，混合后的图像为i，具体如下：

31、iij＝α·gij+(1-α)cij

32、其中，iij是混合后图像的像素值，gij和cij分别是生成图像和原始图像在位置(i,j)处的像素值，α是权重，取值在[0,1]之间。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、(1)本发明在进行风格迁移时，通过采集原始图像数据，对图像数据进行处理，风格图像选择，风格迁移模型搭建，将一个图像的艺术风格(如印象派、梵高的星夜、毕加索的立体主义等)应用到另一个图像上，创造出一种独特而艺术性的合成图像，从而产生具有艺术性的效果；

35、(2)本发明可以根据用户的喜好和需求，定制图像的风格，使其更符合用户的个性化审美，风格迁移还可以用于图像重建，使得原始图像在保留内容的同时，具有更为艺术化的外观，在设计领域，风格迁移可以帮助设计师在不同图像之间转换和融合不同的设计元素，从而具有新颖的设计效果；通过将生成的具有印象派风格的图像与原始图像进行像素级混合，保留原始图像的内容并添加印象派风格，得到风格迁移后的图像，这样对比原来图像，可以减少偏差和错误。

技术特征：

1.一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述光学元件包括相机、摄像头和光学传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述图像处理库包括opencv和pil。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述标注包括对象检测、分类和分割任务。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述风格特征提取步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述卷积神经网络为vgg卷积神经网络为：

7.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述内容损失具体如下：

8.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述生成具有印象派风格的图像使用梯度下降更新实现，具体为：

9.根据权利要求1所述的一种基于智能图像处理的数据采集方法，其特征在于：所述像素级混合进行加权平均，生成图像为g，原始图像为c，混合后的图像为i，具体如下：

技术总结本发明涉及图像处理技术领域，具体公开了一种基于智能图像处理的数据采集方法，包括：S1、采集原始图像数据，S2、图像数据处理，S3、风格图像选择，S4、风格迁移模型搭建，S5、定义损失函数，S6、图像生成和S7、应用风格；本发明将一个图像的艺术风格应用到另一个图像上，创造出一种独特而艺术性的合成图像，从而产生具有艺术性的效果，此外可以根据用户的喜好和需求，定制图像的风格，使其更符合用户的个性化审美，风格迁移还可以用于图像重建，使得原始图像在保留内容的同时，具有更为艺术化的外观，在设计领域，风格迁移可以帮助设计师在不同图像之间转换和融合不同的设计元素，从而具有新颖的设计效果。技术研发人员：冯书谊,沈霁,张震,邓松峰,赵宝彬,刘艳丽受保护的技术使用者：上海航天测控通信研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/1