[發(fā)明專利]基于深度學習的黃色培育鉆石品級分類系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111126435A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 蘭小平;楊一銘;戚燕杰;楊建新;王波;姚志強;劉文軍;王偉平;宋培卿;程輝;郭世峰;趙鑫
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業(yè)信息中心
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發(fā)明屬于黃色培育鉆石品級分類技術領域，具體涉及一種基于深度學習的黃色培育鉆石品級分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要運用到了機器視覺、圖形圖像處理、深度學習等相關技術，通過對內部和外部特征的提取和識別，實現(xiàn)對黃色鉆石品級的準確分類。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明提供一種基于深度學習及多模型決策的黃色培育鉆石品級分類系統(tǒng)，實現(xiàn)黃色鉆石在線圖像采集與準確分類，其效率遠遠高于人眼。本發(fā)明是機器視覺技術、圖像處理技術、深度學習技術以及多模型決策技術在黃色培育鉆石自動分選中的首次應用。

技術領域

本發(fā)明屬于黃色培育鉆石品級分類技術領域，具體涉及一種基于深度學習的黃色培育鉆石品級分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要運用到了機器視覺、圖形圖像處理、深度學習等相關技術，通過對內部和外部特征的提取和識別，實現(xiàn)對黃色鉆石品級的準確分類。

背景技術

在航空航天、國防軍工以及光伏與電子信息等領域里會遇到各種高難材料的加工難題，目前要解決這些難題都離不開一種超硬材料——金剛石。以金剛石為代表的超硬材料及制品被譽為“最硬最鋒利的工業(yè)牙齒”。我國是人工合成金剛石的原產大國。據(jù)統(tǒng)計，截止到2017年，中國人造金剛石產量約為250億克拉，占據(jù)全球90％以上，連續(xù)15年在市場上占據(jù)主導地位。

黃色培育鉆石(以下簡稱黃色鉆石)作為合成金剛石的一種，其在工業(yè)刀具、鉆頭等方面的用途非常廣泛。黃色鉆石的生成是在高溫高壓的環(huán)境下，把碳原料粉末壓成鉆石，其中間需要加入金屬催化劑，因此很多黃色鉆石都會有金屬雜質包含在內，這會影響黃色鉆石的品級，而品級的劃分直接關系到產品品質和經(jīng)濟效益。目前我國主要采用人工分選工業(yè)黃色鉆石的方法，由分選員通過肉眼在放大鏡下觀察每顆直徑1.2至1.4mm的鉆石顆粒的外部形貌和內部雜質特征，根據(jù)經(jīng)驗進行等級評估，這種方法不僅分選速度慢、勞動強度大、人工成本高，而且產品質量一致性難以得到有效的保障，使得工業(yè)黃色鉆石的產能大大受限。因此，如何在工業(yè)上實現(xiàn)黃色鉆石品級分類的自動化、智能化，是一個亟需解決的技術難題。

目前，基于機器視覺的深度學習技術已廣泛應用于實際工程的方方面面，尤其在工業(yè)產品的分類與質量檢測方面得到大量實踐與推廣。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是：如何提供一種基于機器視覺和深度學習的黃色鉆石品級分類系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術存在的耗費大量勞動力、準確率低、效率不高的技術問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于深度學習的黃色培育鉆石品級分類系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：圖像采集模塊、圖像分類模塊、預處理模塊、模型訓練模塊、模型分類模塊、結果綜合模塊；

所述圖像采集模塊，其用于對黃色鉆石原始樣本進行圖像采集：通過同軸光源照明，利用CCD工業(yè)相機和圖像采集卡采集黃色鉆石原始樣本圖像；

所述圖像分類模塊，其用于對黃色鉆石原始樣本進行圖像分類：按照黃色鉆石品級不同，將黃色鉆石原始樣本圖像分為一級品、二級品和三級品三類樣本；所述圖像分類模塊包括：分類單元、篩選單元；

其中，所述分類單元，用于采取根據(jù)國際鉆石委員會鉆石分級標準、中國技術監(jiān)管局鉆石分級標準GB/T 16554-2003的方法，分別對黃色鉆石原始樣本圖像進行分類，得到兩個訓練樣本集，分別記為：U_a、U_b；所述篩選單元，用于從U_a、U_b中篩選出分類一致的黃色鉆石樣本，形成一個加強訓練樣本集，記為：U_c；