[發明專利]一種基于特征金字塔網絡的起重機表面損傷檢測方法

有效

• 申請號: 202210267024.8
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114627086B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張燕超;王華;李向東
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/40;G06N3/0464;G06V10/774;G06V10/82
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張力

本發明公開了一種基于改進特征金字塔網絡的起重機表面損傷檢測方法，包括對數據庫中起重機表面損傷圖片進行預處理與標注，得到訓練樣本；提取輸入圖片的抽象特征；進行上下文多尺度特征提取與編碼；進行特征融合與上采樣得到輸出特征圖；計算輸出特征圖中的每個像素的損傷置信度；計算損失函數，更新ResNest編碼器網絡的參數；輸入待檢測起重機表面損傷圖片，得到每個像素的損傷置信度，結合預設閾值得到最終的表面損傷檢測結果。本發明可實時快速地對起重機表面損傷圖片進行像素級分割，有效解決起重機表面損傷檢測中效率低等問題，節省人力成本并排除人為主觀因素的干擾，具有準確率高，實用性強等優點。

技術領域

本發明屬于工程機械損傷檢測技術領域，具體涉及一種基于改進特征金字塔網絡的起重機表面損傷檢測方法。

背景技術

起重機械作為我國國民經濟建設中的重要基礎設施，在重大工程建設和重大戰略規劃的落實上均發揮了重要的支撐作用。同時，由于起重機械廣泛分布在各種工業生產場所，長期處于高強度、重載荷的運行狀態，工作環境復雜多變，導致安全事故頻發，給人民群眾的生命財產安全構成極大威脅。

起重機的損傷檢測是特種設備的監管的一項重要工作，其中主要的損傷主要包含磨損、腐蝕、斷裂、裂紋等幾類，真實場景下拍攝的起重機損傷圖如圖2所示。而目前對起重機的損傷檢測的很大一部分工作仍由人工完成。這種方式需要耗費大量的人力資源，主觀性較大，且成本昂貴，誤檢率高，生產效率低下。

隨著計算機視覺技術的不斷發展，通過圖像處理技術對金屬表面圖像進行分析，判斷待檢測的金屬表面是否存在缺陷，并對存在缺陷的金屬進行分析處理，進行歸類分級，提高了金屬缺陷檢測的生產效率和質量，取得了不錯的效果。已經被廣泛應用于工業產品質量檢測。起重機表面損傷也可以看作是一種金屬表面缺陷，因此，當前飛速發展的金屬表面缺陷檢測技術也可以自然地應用到起重機損傷檢測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于改進特征金字塔網絡的起重機表面損傷檢測方法，通過提出改進金屬表面缺陷檢測模型來實現對起重機損傷的檢測，可實時快速地對起重機表面損傷圖像進行像素級分割，有效解決起重機表面損傷檢測中效率低等問題。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于改進特征金字塔網絡的起重機表面損傷檢測方法，包括：

S1、對數據庫中起重機表面損傷圖片進行預處理與標注，得到訓練樣本，執行S2-S6進行網絡訓練；

S2、使用ResNest編碼器網絡提取輸入圖片的抽象特征；

S3、在提取出的抽象特征基礎上進行上下文多尺度特征提取與編碼；

S4、根據輸入圖片的尺寸要求對編碼后的特征進行融合與上采樣，得到相應大小的輸出特征圖；

S5、計算輸出特征圖中的每個像素的損傷置信度；

S6、根據損傷置信度與標注的損失圖片計算損失函數，更新ResNest編碼器網絡的參數；

S7、輸入待檢測起重機表面損傷圖片，通過S2-S5得到每個像素的損傷置信度，結合預設閾值得到最終的表面損傷檢測結果。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的步驟S1包括：

S101、對起重機表面損傷圖像進行直方圖均衡化處理；

S102、對直方圖均衡化處理后的起重機表面損傷圖像進行標注，得到標注的損失圖像；

S103、對直方圖均衡化處理后的起重機表面損傷圖像以及對應的標注圖像進行水平翻轉、垂直翻轉、隨機偏移、隨機旋轉、亮度調整、對比度調整、添加噪聲操作，增加訓練樣本。