本公開涉及目標(biāo)定位與分類，尤其涉及一種基于互補(bǔ)單像素探測(cè)的實(shí)時(shí)定位及分類方法、裝置及電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著光電成像技術(shù)與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)定位與分類的技術(shù)在許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但是，常見的基于傳統(tǒng)成像技術(shù)的定位與分類方法，通常需要大量的數(shù)據(jù)吞吐，導(dǎo)致目標(biāo)定位和分類的過程復(fù)雜，實(shí)時(shí)性較差。另一方面，在目標(biāo)對(duì)象高速運(yùn)動(dòng)、或非可見光波長(zhǎng)的成像受限等特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，傳統(tǒng)成像技術(shù)的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度會(huì)受到影響，進(jìn)而影響目標(biāo)對(duì)象的實(shí)時(shí)定位及分類的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提出了一種基于互補(bǔ)單像素探測(cè)的實(shí)時(shí)定位及分類方法、裝置及電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)方案。

2、根據(jù)本公開的一方面，提供了一種基于互補(bǔ)單像素探測(cè)的實(shí)時(shí)定位及分類方法，包括：控制互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的數(shù)字微鏡器件dmd依次模擬四個(gè)目標(biāo)矩陣，并在所述dmd模擬任意一個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)，分別確定所述互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的第一單像素探測(cè)器的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及第二單像素探測(cè)器的第二光強(qiáng)信號(hào)，其中，所述互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置用于對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行單像素成像，任意一個(gè)目標(biāo)矩陣用于指示所述dmd中每個(gè)微鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，所述第一單像素探測(cè)器和所述第二單像素探測(cè)器的安裝位置滿足光路互補(bǔ)；根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及所述第二單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第二光強(qiáng)信號(hào)，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，其中，所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的任意一個(gè)目標(biāo)幾何矩，用于描述所述目標(biāo)對(duì)象的位置和形狀特征；根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度；根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果和分類結(jié)果。

3、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的數(shù)字微鏡器件dmd依次模擬四個(gè)目標(biāo)矩陣，包括：針對(duì)任意一個(gè)所述目標(biāo)矩陣，利用誤差擴(kuò)散算法，控制所述dmd加載該目標(biāo)矩陣對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制調(diào)制掩膜，其中，任意一個(gè)二進(jìn)制調(diào)制掩膜表示由所述dmd中所有微鏡構(gòu)成的二值模板。

4、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述誤差擴(kuò)散算法為弗洛伊德-斯塔伯格抖動(dòng)算法。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述四個(gè)目標(biāo)矩陣包括：

6、第一目標(biāo)矩陣其中，m表示所述dmd對(duì)應(yīng)的微鏡列數(shù)；n表示所述dmd對(duì)應(yīng)的微鏡行數(shù)；

7、第二目標(biāo)矩陣

8、第三目標(biāo)矩陣

9、第四目標(biāo)矩陣

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述多個(gè)目標(biāo)幾何矩包括：0階幾何矩m0,0(s)、1階幾何矩m1,0(s)、1階幾何矩m0,1(s)、2階幾何矩m2,0(s)和2階幾何矩m0,2(s)，其中，s表示目標(biāo)對(duì)象；

11、所述根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及所述第二單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第二光強(qiáng)信號(hào)，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，包括：根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬任意一個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及所述第二單像素探測(cè)器在所述dmd模擬該目標(biāo)矩陣時(shí)的第二光強(qiáng)信號(hào)，確定所述0階幾何矩m0,0(s)；根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬第一目標(biāo)矩陣m(1)10時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，確定所述1階幾何矩m1,0(s)；根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬第二目標(biāo)矩陣m(1)01時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，確定所述1階幾何矩m0,1(s)；根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬第三目標(biāo)矩陣m(1)20時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，確定所述2階幾何矩m2,0(s)；根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬第四目標(biāo)矩陣m(1)02時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，確定所述2階幾何矩m0,2(s)。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度，包括：

13、根據(jù)所述0階幾何矩、所述1階幾何矩m1,0(s)和所述1階幾何矩m0,1(s)，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)；根據(jù)所述0階幾何矩、所述1階幾何矩m1,0(s)、所述1階幾何矩m0,1(s)、所述2階幾何矩m2,0(s)和所述2階幾何矩m0,2(s)，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的圓度。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置還包括前端透鏡組、三聯(lián)通全內(nèi)反射棱鏡和后端透鏡組。

15、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種基于互補(bǔ)單像素探測(cè)的實(shí)時(shí)定位及分類裝置，包括：光強(qiáng)信號(hào)確定模塊，用于控制互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的數(shù)字微鏡器件dmd依次模擬四個(gè)目標(biāo)矩陣，并在所述dmd模擬任意一個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)，分別確定所述互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的第一單像素探測(cè)器的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及第二單像素探測(cè)器的第二光強(qiáng)信號(hào)，其中，所述互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置用于對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行單像素成像，任意一個(gè)目標(biāo)矩陣用于指示所述dmd中每個(gè)微鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，所述第一單像素探測(cè)器和所述第二單像素探測(cè)器的安裝位置滿足光路互補(bǔ)；幾何矩確定模塊，用于根據(jù)所述第一單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及所述第二單像素探測(cè)器在所述dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第二光強(qiáng)信號(hào)，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，其中，所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的任意一個(gè)目標(biāo)幾何矩，用于描述所述目標(biāo)對(duì)象的位置和形狀特征；質(zhì)心及圓度確定模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度；定位及分類模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度，確定所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果和分類結(jié)果。

16、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器；用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；其中，所述處理器被配置為在執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的指令時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述方法。

17、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法。

18、在本公開實(shí)施例中，可以充分利用數(shù)字微鏡器件的高翻轉(zhuǎn)頻率特性，控制互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置的數(shù)字微鏡器件依次模擬四個(gè)目標(biāo)矩陣，對(duì)目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的光場(chǎng)進(jìn)行高速、動(dòng)態(tài)的精確調(diào)制，其中，任意一個(gè)目標(biāo)矩陣用于指示dmd中每個(gè)微鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)；并在數(shù)字微鏡器件模擬任意一個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)，分別確定互補(bǔ)單像素探測(cè)裝置中安裝位置滿足光路互補(bǔ)的第一單像素探測(cè)器的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及第二單像素探測(cè)器的第二光強(qiáng)信號(hào)，僅需四次投影就可以獲取實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位和分類所需的數(shù)據(jù)，從而提高實(shí)時(shí)定位和分類的實(shí)時(shí)性；并且，由于第一單像素探測(cè)器和第二單像素探測(cè)器接收的數(shù)據(jù)是光強(qiáng)信號(hào)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中基于圖像進(jìn)行定位和分類的方法，可以降低數(shù)據(jù)吞吐量，提高數(shù)據(jù)更新速率。根據(jù)第一單像素探測(cè)器在dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第一光強(qiáng)信號(hào)，以及第二單像素探測(cè)器在dmd模擬每個(gè)目標(biāo)矩陣時(shí)的第二光強(qiáng)信號(hào)，可以確定目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，以描述目標(biāo)對(duì)象的位置和形狀特征，進(jìn)而可以直接根據(jù)目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)幾何矩，確定目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度，不需要進(jìn)行復(fù)雜的圖像處理過程，具有較高的數(shù)據(jù)處理效率，可以進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)定位和分類的實(shí)時(shí)性。根據(jù)目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的質(zhì)心坐標(biāo)和圓度，可以確定目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果和分類結(jié)果，具有較高的定位精度和分類準(zhǔn)確率。

19、根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本公開的其它特征及方面將變得清楚。