基于可变形卷积和自适应空间特征融合的硬币表面缺陷检测算法

• 作者: 王品学 张绍兵 成苗 何莲 秦小山
• 来源期刊: 计算机应用
• 学科: 工学
• 关键词: YOLOv3算法 硬币 表面缺陷检测 可变形卷积 自适应空间特征融合
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 前沿与综合应用|Frontier and comprehensive applications
• 页码范围: 638-645
• 页数: 8页
• 分类号: TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021020227

摘要

针对硬币表面缺陷较小、形状多变且易与背景混淆而不易检出的问题,改进YOLOv3算法并提出基于可变形卷积和自适应空间特征融合的硬币表面缺陷检测算法DCA-YOLO.首先,由于缺陷形状的多变设计了3种在主干网络中不同位置添加可变形卷积模块的网络结构,通过卷积学习偏移量和调节参数来提高缺陷的提取能力;然后,使用自适应空间特征融合网络学习权重参数来调整不同尺度特征图中各像素点的贡献度以更好地适应不同尺度的目标;最后,改进先验锚框比例,动态调节类别权重,优化并对比网络性能,从而提出在主干网络输出特征进行多尺度融合的上采样前增加可变形卷积的模型网络.实验结果表明,在硬币缺陷数据集上,DCA-YOLO算法检测平均精度均值(mAP)接近于Faster-RCNN,达到了92.8％;而相较于YOLOv3,所提算法的检测速度基本持平,在检测mAP上提高了3.3个百分点,F1分数提升了3.2个百分点.