基于改进YOLOv4的焊接件表面缺陷检测算法

目的 针对真实复杂的工业场景下焊接件表面缺陷检测精度低、速度慢和图像噪声大等问题,提出一种基于卷积神经网络的改进YOLOv4焊接件表面缺陷检测算法。方法 该模型基于YOLOv4算法,首先,考虑到存储和计算资源的限制,使用了轻量级网络GhostNet替换YOLOv4的主干特征提取网络(Backbone)CSPDarknet53;其次,在GhostNet网络结构中嵌入改进的通道注意力机制,能够提高模型的学习能力且减少参数量;最后,引入K–means++聚类算法对焊接件表面缺陷数据集中待检测的标注框宽高进行聚类,使网络模型更容易检测到样本中的缺陷。结果 实验结果表明,改进后的YOLOv4算法平均精度(mean Average Precision,mAP)为91.07%,检测速度达到48.11帧/s,模型尺寸为43.2 MB,比原始YOLOv4算法平均精度提升了4.61%,检测速度提高了26.59帧/s,模型尺寸缩减了82.37%。结论 所提模型提高了焊接件表面缺陷检测的精度和速度,在工业表面缺陷检测中具有现实意义。     

基于改进PP-YOLOv2的IC引脚焊接缺陷检测算法研究

针对IC引脚焊接缺陷因目标尺寸小、引脚密集导致检测精度低等问题，提出一种基于改进PP-YOLOv2的IC引脚焊接缺陷检测算法。通过在骨干网络后引入SE注意力机制，区分特征图中不同通道的重要性，强化目标区域的关键特征，提升网络的特征提取能力。使用k-means++聚类算法产生9个聚类中心，以降低因初始聚类中心随机选择不当对检测结果所造成的误差影响。实验结果表明：改进算法对IC引脚焊接短路、缺脚、翘脚、少锡缺陷检测的平均精度分别为97.9%, 96.1%, 96.7%, 95.8%;在阈值为0.5的情况下，平均精度均值达到了96.6%,与YOLOv3、PP-YOLOv2相比，分别提高了14.9%, 5.1%。改进算法对单幅图片的检测时间为0.151 s,满足IC质检的速度要求，为IC引脚焊接缺陷检测提供了参考价值。     

基于改进YOLOv4算法的轮毂表面缺陷检测

汽车轮毂加工过程中产生的表面缺陷严重影响整车的美观性及服役性能,针对人工检测效率低、漏检率高的问题,提出一种基于改进YOLOv4算法的轮毂表面缺陷检测方法。构建了轮毂缺陷数据集,其包含6种表面缺陷,由2346张4928×3264pixel的图像组成;采用K-means方法进行先验框聚类,并针对YOLOv4算法在纤维、粘铝等小尺度缺陷上检测精度不足问题,在原网络Neck部分引入细化U型网络模块(TUM)和注意力机制,用于增强有效特征并抑制无效特征,强化多尺度特征提取与融合,改善特征处理过程中可能存在的小目标信息丢失问题;基于该数据集,训练并测试不同算法的缺陷检测性能并验证改进模块的有效性。结果表明,该方法大幅提升了粘铝等小尺寸缺陷的检测能力,缺陷检测平均精度达到85.8%,与多种算法相比较检测精度最高。     

基于改进YOLOv5s的药盒钢印日期识别方法

目的 药盒的钢印日期与背景对比度低,字符轮廓不明显,识别易受环境光线干扰,对此提出一种基于机器视觉的识别方法。方法 使用改进YOLOv5s模型,首先对采集的药盒数据集进行透视变换校正,并进行数据增强。通过在模型的骨干网络中融合位置注意力机制(CA),减少冗余信息的干扰;颈部网络根据加权双向特征金字塔网络(BiFPN)引入权重,更好地平衡不同尺寸图层的特征信息;引入动态聚焦损失函数(WIoU),降低高质量样本对训练的干预,提高模型的泛化能力。结果 在自建钢印字符数据集上的实验结果表明,改进网络对药盒钢印日期识别的平均精度值达到了99.41%,比原始模型提升了2.38%,帧率为80.01帧/s。结论 改进后的YOLOv5模型对药盒钢印日期的检测精度优于原有网络,对可以满足药盒生产线的实时性要求。     

基于改进YOLOv5的轻量级芯片封装缺陷检测方法

目的 针对芯片封装缺陷检测过程中检测精度低与模型难部署的问题,提出YOLOv5-SPM检测网络,旨在提高检测精度并实现模型轻量化。方法 首先,通过在特征提取模块后增加通道注意力机制,提高缺陷通道的关注度,减少冗余特征的干扰,进而提升目标的检测精度。其次,在主干网络与颈部网络连接处使用快速特征金字塔结构,更好地融合了自建芯片数据集的多尺度特征信息。最后,将主干网络的特征提取模块更换为MobileNetV3,将常规卷积更换为深度卷积和点卷积,有效降低了模型尺寸和计算量。结果 经过改进后的新网络YOLOv5s-SPM在模型参数下降29.5%的情况下,平均精度较原网络提高了0.6%,准确率提高了3.2%。结论 新网络相较于传统网络在芯片缺陷检测任务中实现了模型精度与速度的统一提高,同时由于模型参数减小了29.5%,更适合部署在资源有限的工业嵌入式设备上。     

基于改进YOLOv7的森林火灾检测

森林火灾所造成的危害是无法估量的,因此在火灾发生前及时检测,并做到防患于未然,更有利于保护森林资源。该文提出了一种基于YOLOv7算法的森林火灾检测改进方案。为了帮助模型更有效地识别火焰特征,在不损失特征信息的情况下减少冗余功能,将CA注意力机制嵌入算法的特征提取部分。同时运用EIOU作为边界框损失函数,提升模型的收敛速度与回归精度。改进的烟火检测模型的平均精度提升2.0%,召回率提升1.6%,检测速度也在原来的基础上进行提升。     

基于改进YOLOv5的金属工件表面缺陷检测

目的 针对金属工件表面小尺寸缺陷检测精度低的问题,提出以YOLOv5网络为基础,结合注意力机制与Ghost卷积的表面缺陷检测算法。方法 首先,在原网络中增加SE通道注意力模块,增加缺陷有关信息的权重,减少无用特征的干扰,从而提高目标的检测精度。然后,将网络中空间金字塔池化模块的池化方式由最大池化替换为软池化,使得在下采样激活映射中保留更多的特征信息,获得更好的检测精度。最后,采用Ghost卷积块替换主干网络中的常规卷积模块,提取丰富特征及冗余特征,以此提高模型效率。结果 改进后网络平均精度均值达到0.997 8,相比原网络提高了7.07个百分点。结论 该网络显著提高了金属工件表面缺陷检测的精度。     

基于改进YOLOv5的药用胶囊表面缺陷检测方法

目的 在质检过程中精确快速地检测到药用空心胶囊的表面缺陷。方法 基于YOLOv5算法,针对模型网络参数量大和对长距离依赖关系的学习能力较弱的问题,提出在主干网络部分引入GhostNet模块和坐标注意力机制,使网络有效捕捉数据位置信息和通道信息的关系。结果 实验结果表明,改进的网络结构能够在参数量下降为原来的57%的前提下,对药用胶囊表面的破损、印刷错误、孔洞、划痕、凹陷等5类缺陷的平均检测精度达到96.9%,相较于YOLOv5s提高了2.4个百分点,检测速度提升了12帧/s。结论 文中方法能够有效对药用胶囊表面缺陷进行分类和定位,提高缺陷检测的准确率。     

基于改进YOLOv5模型的PCB缺陷图像检测

本文针对印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)的缺陷检测问题,研究一种基于改进YOLOv5的PCB缺陷检测模型,构建常见PCB缺陷图像和背景图像的训练数据集,以及缺陷图像和无缺陷图像的测试数据集。为提高YOLOv5模型全局特征捕获能力,在CSP模块的ResNet中,融入Transformer的多头注意力机制,构建改进后的YOLOv5网络结构。结果表明：改进后的模型更适合PCB缺陷的检测,对非缺陷图像的检测精度提高了11.40%。     

融入注意力机制的轻量化可回收垃圾检测方法

目的 针对目前智能垃圾分类设备使用的垃圾检测方法存在检测速度慢且模型权重文件较大等问题,提出一种基于YOLOv4的轻量化方法,以实现可回收垃圾的检测。方法 采用MobileNetV2轻量级网络为YOLOv4的主干网络,用深度可分离卷积来优化颈部和头部网络,以减少参数量和计算量,提高检测速度;在颈部网络中融入CBAM注意力模块,提高模型对目标特征信息的敏感度;使用K-means算法重新聚类,得到适合自建可回收数据集中检测目标的先验框。结果 实验结果表明,改进后模型的参数量减少为原始YOLOv4模型的17.0%,检测的平均精度达到96.78%,模型权重文件的大小为46.6 MB,约为YOLOv4模型权重文件的19.1%,检测速度为20.46帧/s,提高了约25.4%,检测精度和检测速度均满足实时检测要求。结论 改进的YOLOv4模型能够在检测可回收垃圾时保证较高的检测精度,同时具有较好的实时性。     

基于深度学习的合作目标靶球检测

为了解决复杂场景下激光跟踪仪对合作目标靶球的精确识别难题,提出了基于深度学习的合作目标靶球高效检测方法。首先分析了合作目标靶球的图像特征,然后采用改进的YOLOv2模型,针对合作目标靶球多尺度与小目标占比多的特点,提出了一种基于注意力机制的改进方法,同时为提高网络模型对复杂背景的抗干扰能力,提出了一种数据增强方法。测试结果表明,所提出的基于注意力机制与数据增强的改进YOLOv2模型对复杂背景的抗干扰能力较强,且对合作目标靶球的检测精度有显著提高,在合作目标靶球测试集上的检测准确率达到92.25%,能够有效满足激光跟踪仪在大型装置精密装配过程中的目标检测精度需求。     

基于改进Faster R-CNN的纸病检测算法

目的 达到纸病检测中能够充分提取纸病特征、提高检测精度、降低小目标漏检率的目标。方法 基于Faster R-CNN的检测算法进行改进,主要改进的做法是利用深度残差网络ResNet-50替换原模型的骨干特征提取网络VGG16,以保留更多的纸病特征信息,增强特征网络对纸张缺陷的提取能力;在算法中添加空间和通道的双重注意力机制CBAM,用来提高纸病检测精度;将ROI-Pooling替换为ROI-Align,增强网络的泛化能力。结果 实验结果表明,改进后的算法平均精度达到98%,较原算法平均精度提升了9%。结论 改进后的算法能够充分提取纸病特征信息,有效提高了纸病的检测精度,以及提高了小目标纸病的检测率,降低了错漏检率。     

基于改进YOLOv5算法的PCB裸板缺陷检测

目的 将基于深度学习的YOLOv5算法应用于PCB裸板的缺陷检测上,以提高检测的准确率。方法 通过增加特征融合通路,将C2、C3、C4层直接与P2、P3、P4层相连,从而减小信息的损耗;引入更浅层的C2、F2、P2特征图以增加图像的细节信息;并且使用注意力机制SE_block,大幅提高原算法的准确率。结果 改进后的网络的平均精度由91.54%提高至97.36%,提高了5.82%,并且对于各类缺陷,算法的检测精度都能保持在90%以上,满足工业的需求。结论 文中的算法提高了检测精度,体现了浅层信息在小目标检测上的作用,验证了多信息融合通路的优势,彰显了注意力机制的优越性,相比于原算法具有一定的优势。     

基于改进YOLOv5s的白酒瓶盖瑕疵检测

目的 瓶装白酒生产过程中,瓶盖表面瑕疵会影响产品外观质量。针对白酒瓶盖表面瑕疵检测效率低和目标检测效果差的问题,提出一种基于YOLOv5s的改进算法DTS-YOLO。方法 首先,在主干网络中引入可变形卷积,以提高模型对极端长宽比瑕疵的检测精度。其次,引入Transformer编码块,使网络聚焦于提取图像的全局信息。最后,在颈部网络构建C3SE-Lite模块,将C3模块嵌入SE注意力模块的同时引入Ghost卷积,减少参数量的同时,增强对瓶盖瑕疵的检测能力。结果 实验结果表明,本文所提方法相较于基础网络,参数量减少了10%,平均精度均值达95%,平均检测速度达30帧/s。结论 本文方法有效实现了白酒瓶盖表面瑕疵快速、准确地检测,可广泛应用于瓶装白酒生产过程中瓶盖表面检测。     

基于改进YOLOv5的试剂卡印刷缺陷检测算法

目的 针对试剂卡生产企业采用人工分选印刷缺陷的试剂卡存在效率低、成本高、易漏检的问题，提出一种基于深度神经网络YOLOv5s的改进试剂卡印刷缺陷检测算法YOLOv5s-EF。方法 通过图像预处理算法获得高质量的缺陷图像数据集，在YOLOv5s的主干特征提取网络中添加高效通道注意力（Efficient Channel Attention, ECA）机制，增强特征图中重要特征的表示能力；引入焦点损失函数（Focal Loss）来缓解正负样本不均衡的影响；结合印刷区域的定位结果，二次精确定位并构建方位特征向量，提出一种特征向量相似度匹配方法。结果 实验结果表明，本文提出的试剂卡印刷缺陷检测算法在测试集上的检测平均准确度可以达到97.3%，速度为22.6帧/s。结论 相较于其他网络模型，本文提出的方法可以实现对多种印刷缺陷的识别与定位，模型具有较好的检测速度和鲁棒性，有利于提高企业生产的智能化水平。     

基于改进YOLOv5的新材料地板表面缺陷检测研究

目的 提升质检过程中新材料地板的表面缺陷检测精度。方法 通过翻转、水平迁移和垂直迁移对采集到的缺陷图像进行扩充,构建新材料地板缺陷数据集。基于YOLOv5算法,增加一个预测头,使算法对微小缺陷更加敏感;其次在网络的特征融合层应用Swin Transformer模块,形成注意力机制预测头,提高网络特征提取效率;然后在网络主干末端加入SE模块,使网络提取有用的信息特征,提高模型精度。结果 实验结果表明,提出的新材料地板表面缺陷检测方法能够准确判别地板好坏,并能够识别出白色杂质、黑斑、边损、气泡胶等4类表面缺陷,各缺陷类型的平均精确均值为82.30%,比YOLOv5 Baseline提高了6.58%,相比其他典型目标检测算法也能够更准确和快速地识别地板表面缺陷。结论 通过改进的YOLOv5算法可以更准确地对地板表面缺陷进行分类与定位,从而大大提高工业质检效率。