[发明专利]一种检测水上漂浮物的方法

权利要求书

1.一种检测水上漂浮物的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：采集数据；

通过摄像机采集河道或湖泊的视频，从中截取画面中包含水上漂浮物的图片，生成图片库A；利用相机对河道或湖泊上漂浮有漂浮物的图片进行采集，生成图片库B；得到用于训练YOLOv2网络的数据集A，数据集A包括图片库A和图片库B；

步骤2：数据增强；

对数据集A进行数据增强，通过数据增强生成图片库C，图片库C不包含图片库A和图片库B；图片库A、图片库B和图片库C构成数据集B；

所述的数据增强包括旋转、反射变换、翻转变换、缩放变换、平移变换、尺度变换、对比度变换、噪声扰动和颜色变换；

步骤3：标记图片；

将数据集B中的水上漂浮物区域用矩形框进行标记，得到数据集D，数据集D包含矩形框的坐标信息和矩形框中所包含漂浮物的种类信息；

步骤4：训练获得最优权重模型；

将整个数据集B随机的分为三部分训练集Q1、验证集Q2和测试集Q3；

4.1训练集Q1用于YOLOv2网络的训练，将训练集Q1以及步骤3中生成的数据集D送入到YOLOv2网络中进行训练得到多个权重模型；

4.2验证集Q2用于调整模型参数；多个权重模型分别对验证集Q2进行预测，并记录权重模型的准确率；选出准确率最大的权重模型所对应的参数，用该参数生成最优权重模型；

4.3使用测试集Q3进行最优权重模型的预测，获得最优权重模型用于检测模块的水上漂浮物的检测；

步骤5：实时检测水上漂浮物；

将视频监控设备与计算机连接起来，利用步骤4中训练好的最优权重模型对监控的河道或湖泊视频进行检测，实时检测待测水面上是否有漂浮物，将视频画面中的水上漂浮物用矩形框标出并在计算机上显示；随着漂浮物的移动，矩形框会相应的跟着移动；同时计算机上输出被检测到的漂浮物的坐标信息、类别以及个数；

根据计算机上输出的信息对河道或湖泊的污染程度分为五个等级，分别为好、较好、轻度污染、中度污染和重度污染；当待检测的河道或湖泊视频中，漂浮物的个数为0个时，计算机上显示水质情况为好；当待检测的视频中，漂浮物的个数为1～2个时，计算机上显示水质情况为较好；当待检测的视频中，漂浮物的个数为3～4个时，计算机上显示水质情况为轻度污染；当待检测视频中，漂浮物的个数为5～6个时，计算机上显示水质情况为中度污染；当待检测的视频中，漂浮物的个数超过6个时，计算机上显示水质情况为重度污染。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的矩形框的坐标信息包括：矩形框的中心点坐标、矩形框的宽度与高度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤4中，设置训练集Q1占数据集B的70％；验证集Q2占数据集B的15％；测试集Q3占数据集B的15％。