[發明專利]一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法

在審

• 申請號: 202211440854.2
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115829945A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 劉堅;胡釗川;張航;李蓉;陳寧
• 申請（專利權）人: 無錫市錫山區半導體先進制造創新中心;湖南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/44;G06V10/80;G06V10/82;G06T3/40;G06N3/08;G06N3/0464
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 謝建云;趙愛軍

本發明公開了一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法，包括：獲取包含包覆燃料顆粒的切片的輸入圖像；將輸入圖像輸入到結合特征金字塔結構的主干網絡中進行特征提取，得到第一特征圖；將第一特征圖輸入錨框生成網絡，得到錨框，并通過錨框對第一特征圖進行修正，得到修正后的第二特征圖；將錨框和第二特征圖輸入到建議提案網絡中，得到建議區域；對建議區域在第二特征圖上的映射進行感興趣區域對齊操作，得到固定尺寸的第三特征圖；將第三特征圖輸入到全卷積網絡中，得到輸入圖像中包覆燃料顆粒的類別和位置。

技術領域

本發明涉及包覆燃料顆粒檢測技術領域，尤其涉及一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法、裝置、計算設備及可讀存儲介質。

背景技術

核能作為唯一清潔、低碳、安全、高效的基本負荷能源，具有巨大的發展潛力。高溫氣冷堆(HTGR)是第四代核電系統中最先進的堆型之一，其具有很強的被動安全特性，這主要取決于包覆燃料顆粒。包覆燃料顆粒(在本發明中也稱顆粒)是高溫氣冷堆的燃料元件，它的中心是一個燃料核芯，外面有四個包覆層。顆粒的四個包覆層是阻擋裂變產物釋放的主要屏障，其性能好壞直接關系到核反應堆的安全運行，因此包覆層的性能對高溫氣冷堆的安全至關重要。包覆層厚度是影響顆粒性能的一個重要因素，在顆粒制備完成后，需對其包覆層厚度進行測量，再根據其測量結果指導調整并完善生產工藝。

包覆層厚度的測量方法通常可分為非破壞性和破壞性兩種。常見的非破壞性測量方法有X射線照相法和3D micro CT方法。這些方法能夠保證顆粒的完整性，但非常耗時且昂貴。陶瓷切片法是一種典型的破壞性測量方法。這種方法嚴重依賴人為的干預與操作，但具有較大的發展潛力。現有方案在陶瓷切片法的基礎上設計了一套視覺系統，以實現顆粒各包覆層厚度的自動測量。在對陶瓷切片中的顆粒進行厚度測量之前，需對其進行精準定位。顆粒定位不準確或者檢測出無法測量厚度的顆粒，會影響包覆層厚度測量的精度和效率。因此顆粒的檢測與定位是一項非常重要的工作。

顆粒的檢測與定位實質上是目標檢測，它是計算機視覺中的一個基本且重要的問題，現有的方案在設計的顆粒包覆層厚度自動測量系統中對Faster-RCNN改進以檢測圖像中的顆粒，但其檢測精度仍有較大的提升空間。

為此，本發明提供了一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方案，以解決現有技術中的問題。

發明內容

為此，本發明提供一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法、裝置、計算設備及可讀存儲介質，以解決或至少緩解上面存在的問題。

根據本發明的第一個方面，提供一種圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法，方法包括：獲取包含包覆燃料顆粒的切片的輸入圖像；將輸入圖像輸入到結合特征金字塔結構的主干網絡中進行特征提取，得到第一特征圖；將第一特征圖輸入錨框生成網絡，得到錨框，并通過錨框對第一特征圖進行修正，得到修正后的第二特征圖；將錨框和第二特征圖輸入到建議提案網絡中，得到建議區域；對建議區域在第二特征圖上的映射進行感興趣區域對齊操作，得到固定尺寸的第三特征圖；將第三特征圖輸入到全卷積網絡中，得到輸入圖像中包覆燃料顆粒的類別和位置。

可選地，在根據本發明的圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法中，主干網絡包括分類網絡，將輸入圖像輸入到結合特征金字塔結構的主干網絡中進行特征提取，包括：將輸入網絡輸入分類網絡，經過分類網絡中的卷積核計算，得到多個階段的輸出；將每個階段的輸出進行上采樣操作，得到多個第四特征圖；將多個第四特征圖與其對應的階段的輸出進行融合；將融合得到的結果進行卷積操作。

可選地，在根據本發明的圖像中包覆燃料顆粒的檢測方法中，還包括：將卷積操作得到的結果進行下采樣。