基于改进CenterNet的竹条表面缺陷检测方法

• 作者: 高钦泉 黄炳城 刘文哲 童同
• 来源期刊: 计算机应用
• 关键词: 目标检测 缺陷检测 注意力机制 卷积神经网络 深度学习 CenterNet
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 人工智能|Artificial intelligence
• 页码范围: 1933-1938
• 页数: 6页
• 分类号: TP391
• 语种: 中文
• DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020081167

摘要

在竹条表面缺陷检测中,竹条表面缺陷形状各异,成像环境脏乱,现有基于卷积神经网络(CNN)的目标检测模型面对这样特定的数据时并不能很好地发挥神经网络的优势;而且竹条来源复杂且有其他条件限制,因此没办法采集所有类型的数据,导致竹条表面缺陷数据量少到CNN不能充分学习.针对这些问题,提出一种专门针对竹条表面缺陷的检测网络.该网络的基础框架为CenterNet,而且为提高CenterNet在较少的竹条表面缺陷数据中的检测性能,设计了一种基于从零开始训练的辅助检测模块:在网络开始训练时,冻结采用预训练模型的CenterNet部分,并针对竹条的缺陷特点从零开始训练辅助检测模块;待辅助检测模块损失趋于稳定时,通过一种注意力机制的连接方式将该模块与采用预训练的主干部分进行融合.将所提检测网络与CenterNet以及目前常用于工业检测的YOLO v3在相同训练测试集上进行训练和测试.实验结果表明,所提检测网络的平均精度均值(mAP)在竹条表面缺陷检测数据集上比YOLO v3和CenterNet的mAP分别提高了16.45和9.96个百分点.所提方法能够针对形状各异的竹条表面缺陷进行有效检测,且没有增加过多的时耗,在实际工业运用中具有很好的效果.