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基于深度学习的轻量化木材表面缺陷检测系统研究
1
作者
张茹
杨昊
+4 位作者
王钰圣
赵园园
毕立岩
任世学
王伟
《林业工程学报》
北大核心
2025年第4期107-117,共11页
木材加工过程中,表面缺陷检测是不可或缺的。近年来,深度学习在木材表面缺陷检测领域取得了一定成果。但现有的木材表面缺陷检测算法仍存在检测结果准确率低、检测速度慢、模型参数多等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于YOLOv5s的...
木材加工过程中,表面缺陷检测是不可或缺的。近年来,深度学习在木材表面缺陷检测领域取得了一定成果。但现有的木材表面缺陷检测算法仍存在检测结果准确率低、检测速度慢、模型参数多等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于YOLOv5s的木材表面缺陷检测算法,并搭建木材表面缺陷检测系统。利用ShuffleNetv2轻量化模块技术,显著降低了模型的计算成本和参数数量,使模型在移动端和嵌入式设备上取得优异的性能;提出将SimAM注意力机制插入主干网络中,使得模型更好地理解不同区域之间的语义联系;采用DIoU损失函数以提高模型鲁棒性;应用Python第三方库PyQt5配合外接摄像头、红外线传感器、传送带等硬件装置搭建木材表面缺陷检测平台。将改进后的算法在本研究使用的数据集上进行训练和测试,与原YOLOv5s算法相比,改进后的网络参数量只有原网络的47.1%,计算量是原网络的44.3%,检测速率提高39.5,mAP提高3.4个百分点。试验结果充分验证了本算法的优势,在轻量化的基础上检测速度和精度都有提升。最后的仿真试验结果表明,本研究搭建的检测系统可以准确快速地识别木材表面各种缺陷的位置和数量,能够大大提高木材生产效率。
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关键词
深度学习
表面缺陷检测系统
YOLOv5s
ShuffleNetv2
SimAM
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职称材料
冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法
被引量：
1
2
作者
杨永敏
李戈
赵杰
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期52-57,共6页
为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs...
为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs汉密尔顿函数和牛顿迭代相结合的快速扫描算法完成了该方程的求解,实现表面缺陷三维信息的提取.利用合成图像和表面缺陷图像进行三维重构实验,结果表明该算法重构精度高,验证了改进光照模型的正确性.该三维重构算法能够有效地提取冷轧带钢表面缺陷三维信息,有助于提高表面缺陷分类识别性能.
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关键词
表面缺陷检测系统
光照模型
三维重构
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职称材料
题名
基于深度学习的轻量化木材表面缺陷检测系统研究
1
作者
张茹
杨昊
王钰圣
赵园园
毕立岩
任世学
王伟
机构
木质新型材料教育部工程研究中心
东北林业大学材料科学与工程学院
广东市晨旭自动化设备有限公司
东北林业大学机电工程学院
出处
《林业工程学报》
北大核心
2025年第4期107-117,共11页
基金
黑龙江省自然科学基金(LH2019C009)。
文摘
木材加工过程中,表面缺陷检测是不可或缺的。近年来,深度学习在木材表面缺陷检测领域取得了一定成果。但现有的木材表面缺陷检测算法仍存在检测结果准确率低、检测速度慢、模型参数多等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于YOLOv5s的木材表面缺陷检测算法,并搭建木材表面缺陷检测系统。利用ShuffleNetv2轻量化模块技术,显著降低了模型的计算成本和参数数量,使模型在移动端和嵌入式设备上取得优异的性能;提出将SimAM注意力机制插入主干网络中,使得模型更好地理解不同区域之间的语义联系;采用DIoU损失函数以提高模型鲁棒性;应用Python第三方库PyQt5配合外接摄像头、红外线传感器、传送带等硬件装置搭建木材表面缺陷检测平台。将改进后的算法在本研究使用的数据集上进行训练和测试,与原YOLOv5s算法相比,改进后的网络参数量只有原网络的47.1%,计算量是原网络的44.3%,检测速率提高39.5,mAP提高3.4个百分点。试验结果充分验证了本算法的优势,在轻量化的基础上检测速度和精度都有提升。最后的仿真试验结果表明,本研究搭建的检测系统可以准确快速地识别木材表面各种缺陷的位置和数量,能够大大提高木材生产效率。
关键词
深度学习
表面缺陷检测系统
YOLOv5s
ShuffleNetv2
SimAM
Keywords
deep learning
surface defect detection system
YOLOv5s
ShuffleNetv2
SimAM
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法
被引量：
1
2
作者
杨永敏
李戈
赵杰
机构
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期52-57,共6页
基金
国家高新技术研究发展计划资助项目(2007AA041501)
国家重大科技专项课题(2009ZX04004-062)
哈尔滨工业大学科研创新基金资助(HIT.NSRIF.2009023)
文摘
为改善冷轧带钢表面缺陷分类识别性能,提出基于从阴影恢复形状原理的表面缺陷三维重构算法.针对表面缺陷检测系统的光路设计,提出一种改进的Oren-Nayar漫反射模型,结合透视投影模型推导出相应的反射图方程,利用基于高阶Lax-Friedrichs汉密尔顿函数和牛顿迭代相结合的快速扫描算法完成了该方程的求解,实现表面缺陷三维信息的提取.利用合成图像和表面缺陷图像进行三维重构实验,结果表明该算法重构精度高,验证了改进光照模型的正确性.该三维重构算法能够有效地提取冷轧带钢表面缺陷三维信息,有助于提高表面缺陷分类识别性能.
关键词
表面缺陷检测系统
光照模型
三维重构
快速扫描
Keywords
surface defect detection system
illumination model
3D reconstruction
fast sweeping
分类号
TP317.4 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于深度学习的轻量化木材表面缺陷检测系统研究
张茹
杨昊
王钰圣
赵园园
毕立岩
任世学
王伟
《林业工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
冷轧带钢缺陷表面形状恢复新算法
杨永敏
李戈
赵杰
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
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职称材料
已选择
0
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参考文献
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