基于曝光检测的目标数据标注方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及目标检测，具体涉及一种基于曝光检测的目标数据标注方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、随着深度学习技术的快速发展，深度学习凭借强大的特征辨识能力在理论上具备更强的目标提取能力。然而，由于深度学习是数据驱动的，因此，需要构建能够支撑检测目标的数据集，因此，有必要针对深度学习检测目标的数据集进行深入研究。

2、相关技术中，一般通过两种方式在目标检测场景中，构建目标数据集；第一种方式依赖人工方式标注目标数据集，第二种方式通过仿真模拟目标数据集；第一种方式对于低信噪比目标，由于人工难以通过肉眼辨识，导致人工标注易出现误标或漏标的现象，进而影响深度学习的训练效果；第二种方式的仿真目标在噪声分布方面与真实目标存在较大差异，导致网络泛化能力较差，另外，该方式由于缺乏与真实观测数据的统计一致性验证，进而无法保证数据合成的有效性。因此，相关技术无法保证目标图像数据标注的精确性、真实性和有效性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于曝光检测的目标数据标注方法、装置及电子设备，以解决无法保证目标图像数据标注的精确性、真实性和有效性的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于曝光检测的目标数据标注方法，该方法包括：

3、基于多帧曝光图像，确定目标曝光帧的目标配准图像，目标曝光帧为多帧曝光图像中的每帧图像，多帧曝光图像是在目标曝光档位下，按照预设曝光参数对目标物体进行定位拍摄得到的时间序列图像；

4、基于目标曝光帧的目标配准图像，确定目标曝光帧的目标统一掩码和信噪比数据；

5、基于曝光时间与信噪比之间的目标拟合关系模型，对信噪比数据进行拟合，得到目标曝光帧的目标曝光时间，目标拟合关系模型基于目标曝光帧的目标统一掩码和成像噪声模型生成；

6、基于目标曝光帧的目标统一掩码、信噪比数据和目标曝光时间，生成目标曝光帧的目标标注数据；

7、根据目标曝光帧的目标标注数据，对同一时间序列中缺失的曝光图像执行曝光补拍动作，得到满足曝光要求的目标补拍图像；

8、根据满足曝光要求的目标补拍图像，通过多种验证方式对目标曝光档位下的同一时间序列中的多帧曝光图像，执行数据质量验证动作。

9、在一些具体的实施方式中，基于多帧曝光图像，确定目标曝光帧的目标配准图像，包括：

10、对多帧曝光图像进行校准，得到目标曝光帧的目标校准图像，目标曝光帧的目标校准图像包括：在不存在渐变背景时，经过标准校准的校准图像，以及在存在渐变背景时，依次经过标准校准和背景扣除的校准图像；

11、从目标曝光帧的目标校准图像中，选择未饱和且信噪比满足预设要求的图像，作为目标曝光帧的目标参考图像；

12、确定目标曝光帧的目标参考图像的目标定位坐标；

13、根据目标参考图像的目标定位坐标，对目标曝光帧的目标校准图像进行粗配准，得到目标曝光帧的目标校准图像的粗配准偏移量；

14、根据目标曝光帧的目标校准图像的粗配准偏移量，对目标曝光帧的目标校准图像进行精配准，得到目标曝光帧的目标校准图像的精配准偏移量；

15、根据目标优化坐标和精配准偏移量，确定目标曝光帧的目标质心坐标；

16、根据目标曝光帧的目标质心坐标，对齐目标曝光帧的目标校准图像，得到目标曝光帧的目标配准图像。

17、在一些具体的实施方式中，根据目标参考图像的目标定位坐标，对目标曝光帧的目标校准图像进行粗配准，得到目标曝光帧的目标校准图像的粗配准偏移量，包括：

18、以目标参考图像的目标定位坐标为中心，从目标曝光帧的目标校准图像中提取预设尺寸的第一图像块；

19、构建目标定位坐标的二维高斯拟合模型；

20、根据目标定位坐标的二维高斯拟合模型，构建点扩散函数模板；

21、根据点扩散函数模板，对第一图像块进行归一化处理，得到目标参考图像的目标优化坐标；

22、采用望远镜编码器数据或归一化互相关法，预估目标曝光帧的目标校准图像相对于目标参考图像的目标优化坐标的粗配准偏移量。

23、在一些具体的实施方式中，根据目标曝光帧的目标校准图像的粗配准图像，对目标曝光帧的目标校准图像进行精配准，得到目标曝光帧的目标校准图像的精配准偏移量，包括：

24、根据目标参考图像的目标优化坐标，在目标曝光帧的目标校准图像中，预估进行精配准的预测位置；

25、按照预测位置，从目标曝光帧的目标校准图像中提取第二图像块；

26、根据点扩散函数模板，对第二图像块进行匹配处理，得到目标曝光帧的目标校准图像相对于目标参考图像的目标优化坐标的精配准偏移量。

27、在一些具体的实施方式中，基于目标曝光帧的目标配准图像，确定目标曝光帧的目标统一掩码和信噪比数据，包括：

28、从目标曝光帧的目标配准图像中，获取目标参考图像的目标优化坐标和目标曝光帧的目标配准图像；

29、根据目标参考图像的目标优化坐标，确定目标曝光帧的目标统一掩码；

30、根据目标曝光帧的目标校准图像和目标曝光帧的目标统一掩码，确定目标曝光帧的信噪比数据。

31、在一些具体的实施方式中，基于曝光时间与信噪比之间的目标拟合关系模型，对信噪比数据进行拟合，得到目标曝光帧的目标曝光时间，包括：

32、基于曝光时间与信噪比之间的目标拟合关系模型，确定信噪比数据的初始拟合参数；

33、根据信噪比数据的初始拟合参数和信噪比数据，生成目标拟合函数；

34、根据目标拟合函数对信噪比数据进行拟合，得到信噪比数据的最优拟合参数；

35、根据给定的目标信噪比和信噪比数据的最优拟合参数，计算目标曝光帧的目标曝光时间。

36、在一些具体的实施方式中，多种验证方式包括：配准精度验证方式、掩码一致性验证方式、拟合模型验证方式、测量不确定度传播验证方式和深度学习模型性能验证方式。

37、第二方面，本发明提供一种基于曝光检测的目标数据标注装置，该装置包括：

38、配准图像确定模块，用于基于多帧曝光图像，确定目标曝光帧的目标配准图像，目标曝光帧为多帧曝光图像中的每帧图像，多帧曝光图像是在目标曝光档位下，按照预设曝光参数对目标物体进行定位拍摄得到的时间序列图像；

39、掩码数据确定模块，用于基于目标曝光帧的目标配准图像，确定目标曝光帧的目标统一掩码和信噪比数据；

40、曝光时间确定模块，用于基于曝光时间与信噪比之间的目标拟合关系模型，对信噪比数据进行拟合，得到目标曝光帧的目标曝光时间，目标拟合关系模型基于目标曝光帧的目标统一掩码和成像噪声模型生成；

41、标注数据确定模块，用于基于目标曝光帧的目标统一掩码、信噪比数据和目标曝光时间，生成目标曝光帧的目标标注数据；

42、图像补拍执行模块，用于根据目标曝光帧的目标标注数据，对同一时间序列中缺失的曝光图像执行曝光补拍动作，得到满足曝光要求的目标补拍图像；

43、数据质量验证模块，用于根据满足曝光要求的目标补拍图像，通过多种验证方式对目标曝光档位下的同一时间序列中的多帧曝光图像，执行数据质量验证动作。

44、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于曝光检测的目标数据标注方法。

45、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于曝光检测的目标数据标注方法。

46、本发明技术方案，具有如下优点：

47、本发明公开了一种基于曝光检测的目标数据标注方法、装置及电子设备。本发明可以形成对初始采集的多帧曝光图像进行现场拟合、缺口诊断、即时补拍、实测验证的闭环流程，能够在单次观测窗口内补齐目标信噪比区间样本，提高观测资源利用率，并使数据集的信噪比分布更加均衡，提高数据集的真实性和泛化价值，对数据集生成过程进行追踪、评估和问题定位，从而提高数据集的可信度和可复现性，进而减少后续重复观测成本。本发明可以根据训练数据集构建需求按需生成特定信噪比区间的样本，避免盲目试拍和重复观测，显著提高观测效率并降低数据获取成本，即使在低信噪比图像中目标视觉特征较弱，也能够获得与高信噪比参考帧一致的像素级标注结果，减少人工参与和人为偏差，提高数据集标注质量。本发明通过多种验证方式验证数据质量，确保数据有效性。