一种基于拓扑结构的图像图谱化实现方法与流程

技术特征：
1.一种基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：训练数据准备收集网络设备图标的相关图像，将单个网络设备图标独立出来，生成训练数据和验证数据；步骤2：语义模型训练利用unet语义分割网络进行语义分割模型训练，利用训练后的模型对输入图像的语义信息进行提取；步骤3：膨胀和腐蚀处理利用膨胀和腐蚀算法对步骤2得到的包含语义信息的图像进行处理，利用腐蚀算法去除图像中的噪声点，利用膨胀算法对图像中的连接线进行加粗；步骤4：连通区域标定利用连通区域标定方法对步骤3中的处理结果进行实例划分，得到不同的实例对象，获取每个实例对象的类别、大小、位置信息；步骤5：自然语言处理利用自然语言处理方法对实例对象进行结果补充，并纠正语义分割模型识别可能出现的错误实例；步骤6：图谱绘制将步骤5得到的结果进行图谱绘制，最后以json格式输出结果。2.根据权利要求1所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，其特征在于，步骤1中，训练数据准备，具体方法为：步骤1.1：收集包含网络设备图标的相关图像，网络设备主要指交换机、路由器、服务器等，然后处理每一张图像，确保单个图像中仅包含一个设备图标；步骤1.2：对处理后的独立设备图标的背景部分做透明化处理，只留下设备图标的主体，然后按照独立图标进行分类，同一类别的图标放在同一个文件夹下进行存储；步骤1.3：从不同类别的独立图标中随机抽取数量不等的图标，统一裁剪为512*512的尺寸，构造图像语义分割模型的训练数据集和验证数据集。3.根据权利要求1所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，其特征在于，步骤3中，膨胀和腐蚀处理，具体方法为：步骤3.1：将步骤2得到的语义分割结果进行复制作为结果图，选用腐蚀核，将腐蚀核与结果图左上角对齐，查看腐蚀核中1所在位置对应结果图中的位置处是否有0，若有0，则将结果图中整个核的位置都置为0，否则不做处理，这样，结果图中暗的区域会变大，噪声点会被过滤掉；步骤3.2：在腐蚀核为1的位置处，若有一处位置为255，则将腐蚀后的结果图中整个核的位置都置为255，否则不做处理，这样，结果图中亮的区域会变大，图片中的连接线会变粗。4.根据权利要求1所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，其特征在于，步骤4中，连通区域标定，具体方法为：步骤4.1：将步骤3膨胀后的结果图像作为输入，按像素扫描图像第一行，把行中连续的同类别像素组成一个团，并记下起点start、终点end以及所在的行号；
步骤4.2：按上述步骤逐行扫描图像剩余行，如果与前一行中的所有团都没有重合区域，则给它一个新的标号；如果仅与上一行中一个团有重合区域，则将上一行的那个团的标号赋给它，并将当前团以及上一行重叠的团的标号写入一个等价对；如果与上一行的2个以上的团有重合区域，则给当前团赋一个相连团的最小标号，并将当前团以及上一行重叠的团的标号写入一个等价对；步骤4.3：将等价对转换为等价序列，每一个序列需要给一个相同的标号，从1开始，给每个等价序列一个标号，之前不在等价对中团的将会作为独立的等价序列参与标号；步骤4.4：遍历最初得到的团的标号，查找等价序列，给予它们上一步得到的新的标号；步骤4.5：将每个团的新标号填入标记图像中，即得到每个实例对象的类别、大小、位置信息。5.根据权利要求1所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，其特征在于，步骤5中，自然语言处理，具体方法为：步骤5.1：遍历步骤4得到的实例对象；步骤5.2：对文字类别实例，利用正则表达式提取文字中的ip、mac地址并保留；步骤5.3：对带有文字描述的非文字类别实例，利用命名实体识别对描述文字进行类别判定，若与原类别一致，则保留该实例，若不一致，则将其加入待确定列表中，后续进行人工校验。6.一种基于拓扑结构的图像图谱化实现系统，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，完成基于拓扑结构的图像图谱化。7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于权利要求1-5任一项所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，完成基于拓扑结构的图像图谱化。8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于权利要求1-5任一项所述的基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，完成基于拓扑结构的图像图谱化。

技术总结
本发明公开了一种基于拓扑结构的图像图谱化实现方法，收集网络设备图标的相关图像，生成训练数据和验证数据；利用Unet语义分割网络进行语义分割模型训练，利用训练后的模型对输入图像的语义信息进行提取；利用膨胀和腐蚀算法对包含语义信息的图像进行处理，利用腐蚀算法去除图像中的噪声点，利用膨胀算法对图像中的连接线进行加粗；利用连通区域标定方法进行实例划分，得到不同的实例对象，获取每个实例对象的类别、大小、位置信息；利用自然语言处理方法对实例对象进行结果补充，并纠正语义分割模型识别可能出现的错误实例；进行图谱绘制，最后以JSON格式输出结果。本发明能够自动的从包含网络拓扑结构的图像中提取出结构化的图谱信息。的图谱信息。的图谱信息。


技术研发人员：包兴 胡岩峰 费涛 王迪 彭晨 顾爽 郑杰 郭雷
受保护的技术使用者：苏州空天信息研究院
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/4/26