融合迁移学习的AlexNet神经网络不锈钢焊缝缺陷分类

• 作者: 陈立潮 闫耀东 张睿 傅留虎 曹建芳
• 来源期刊: 智能系统学报
• 关键词: 不锈钢焊缝缺陷分类 卷积神经网络 图像预处理 AlexNet模型 迁移学习 数据增强 焊缝数据集 深度学习
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 人工智能基础|Fundamentals of Artificial Intelligence
• 页码范围: 537-543
• 页数: 7页
• 分类号: TP391.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11992/tis.202005013

摘要

针对不锈钢焊缝缺陷特征提取存在主观单一性和客观不充分性等问题,提出一种融合迁移学习的AlexNet卷积神经网络模型,用于不锈钢焊缝缺陷的自动分类.首先,由于不锈钢焊缝缺陷数据较为缺乏,通过采用迁移学习对网络前3层冻结,减少网络对输入数据量的要求;对后2层卷积层提取的特征信息批量归一化(batch normalization,BN),以加快网络的收敛速度;并使用带泄露线性整流(leaky rectified linear unit,LeakyReLU)函数对抑制神经元进行激活,从而提高模型的鲁棒性和特征提取能力.结果表明,该模型最终达到了 95.12％的准确率,相比原结构识别精度提高了 9.8％.验证了改进后方法能够对裂纹、气孔、夹渣、未熔合和未焊透5类不锈钢焊缝缺陷实现高精度分类.相比现有方法,其识别面更广,精度更高,具有一定的工程实践意义.