[發(fā)明專利]彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911342401.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111080636B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊靜日;魏志康
• 申請（專利權(quán)）人: 山東安亞金屬科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/194
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

1.一種彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，該方法包括：

步驟一，使用相機采集彩鋼瓦原始灰度圖像，對彩鋼瓦原始灰度圖像進行二維離散傅里葉變換，得到彩鋼瓦頻譜圖像；

步驟二，計算彩鋼瓦頻譜圖像對應(yīng)的功率譜圖像，使用最大類間方差法，對彩鋼瓦功率譜圖像進行二值化；

步驟三，構(gòu)建形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)元素，對二值化的彩鋼瓦功率譜圖像進行形態(tài)學(xué)膨脹操作；

步驟四，將膨脹的彩鋼瓦功率譜圖像的亮部區(qū)域設(shè)為1，其余區(qū)域設(shè)為0，作為遮罩?jǐn)?shù)據(jù)，將遮罩?jǐn)?shù)據(jù)與彩鋼瓦頻譜圖像點對點相乘，得到濾波后的彩鋼瓦頻譜圖像；

步驟五，對濾波后的彩鋼瓦頻譜圖像進行二維離散傅里葉逆變換，得到重構(gòu)彩鋼瓦背景圖像；

步驟六，根據(jù)彩鋼瓦原始灰度圖像與重構(gòu)彩鋼瓦背景圖像，基于背景差分法，得到彩鋼瓦缺陷圖像；

步驟七，對彩鋼瓦缺陷圖像進行閾值化處理，對閾值化處理結(jié)果進行連通域篩選，篩選結(jié)果作為標(biāo)注圖像；

步驟八，對多個彩鋼瓦進行彩鋼瓦原始灰度圖像采集，并根據(jù)步驟一至七獲取標(biāo)注圖像，將彩鋼瓦原始灰度圖像與標(biāo)注圖像作為樣本數(shù)據(jù)集，基于交叉熵?fù)p失函數(shù)訓(xùn)練預(yù)設(shè)語義分割深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

步驟九，將待檢測彩鋼瓦原始灰度圖像輸入訓(xùn)練好的語義分割深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到彩鋼瓦缺陷檢測結(jié)果；

步驟十，根據(jù)連通域面積篩選規(guī)則，對彩鋼瓦缺陷檢測結(jié)果進行篩選。

2.如權(quán)利要求1所述的彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，所述步驟一中的二維離散傅里葉變換計算公式如下：

其中，f(x，y)代表大小為M*N的矩陣，其中,x的取值區(qū)間[0,1,…，M-1]和y的取值區(qū)間[0,1,…，N-1],x、y均為整數(shù)，F(xiàn)(u,v)為f(x，y)的傅里葉變換頻譜成分，是兩個實頻率變量u和v的復(fù)值函數(shù)，頻率u對應(yīng)于x軸，頻率v對應(yīng)于y軸，e為自然常數(shù)，i為虛數(shù)單位，π為圓周率。

3.如權(quán)利要求1所述的彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，所述步驟三中的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)元素為：

4.如權(quán)利要求1所述的彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，所述步驟五中的二維離散傅里葉逆變換計算公式如下：

其中，f(x，y)代表大小為M*N的矩陣，其中,u的取值區(qū)間[0,1,…，M-1]和v的取值區(qū)間[0,1,…，N-1],u、v均為整數(shù)，F(xiàn)(u,v)為f(x，y)的傅里葉變換頻譜成分，是兩個實頻率變量u和v的復(fù)值函數(shù)，頻率u對應(yīng)于x軸，頻率v對應(yīng)于y軸，e為自然常數(shù)，i為虛數(shù)單位，π為圓周率。

5.如權(quán)利要求1所述的彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，所述步驟六包括：

根據(jù)彩鋼瓦原始灰度圖像，基于背景差分法，將彩鋼瓦紋理、光照信息從原始灰度圖像中剔除，得到彩鋼瓦缺陷圖像，計算公式如下：

RES＝G-BASE

其中，RES為彩鋼瓦缺陷圖像，G為彩鋼瓦原始灰度圖像，BASE為重構(gòu)彩鋼瓦背景圖像。

6.如權(quán)利要求1所述的彩鋼瓦表面缺陷的CNN語義分割自學(xué)習(xí)檢測方法，其特征在于，所述步驟十中的連通域面積篩選規(guī)則包括：

計算連通域面積評分系數(shù)：

其中，c為評分系數(shù)，d為彩鋼瓦兩凸起之間的距離，A為彩鋼瓦缺陷檢測結(jié)果中的連通域面積，B為當(dāng)前檢測區(qū)域彩鋼瓦的面積；

設(shè)置閾值，如果連通域面積評分系數(shù)大于閾值則將該連通域計入缺陷，否則，將該連通域過濾。