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专利号: 2017113617107
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于卷积神经网络的磁片表面缺陷检测方法,包括如下步骤:(1)获取待检测磁片的俯视图像并对图像进行预处理;

具体包括如下步骤:

第一步对磁片图像进行灰度化处理,对灰度图像进行霍夫圆变换,检测出磁片外轮廓,根据圆心,圆半径切割该圆的最小外接正方形;

第二步为以切割出来的正方形图像为模板,批量模板匹配处理剩余图像,使得所有图像均为磁片的外轮廓最小外接圆大小;

第三步将第二步得到的所有图像进行尺寸变换至设定大小;

第四步将尺寸变换后的图像使用图像处理的方法进行旋转分割,将一副大图分割成多幅小图;

(2)将预处理后的图像输入至预先训练好的卷积神经网络进行缺陷检测,检测磁片表面是否有缺陷,并对缺陷进行分类;卷积神经网络,其中输入层,卷积层,采样层,全连接层对图像进行特征提取,提取的特征由Softmax分类器进行缺陷分类;

所述的缺陷检测模型的训练方法为:

(a)数据样本采集,采集大量磁片图像,包含无缺陷磁片和有缺陷磁片;

(b)扩充数据集,对采集的磁片进行预处理,图像进行旋转分割,将一副磁片图切割成多幅图像,并进行人工标记,分为有缺陷沙眼类,有缺陷缺块类,有缺陷裂纹类,无缺陷共4类,并对得到的这些数据样本按一定比例分为两部分,一部分作为训练集,一部分为测试集;

(c)建立卷积神经网络;

(d)将训练集样本数据输入至卷积神经网络,训练卷积神经网络,并用测试集样本数据去评价卷积神经网络训练的效果;

所述的卷积神经网络如下:

输入层:第一层为输入层,输入大小为图片大小43*43;

C1层:输入层的输出为43*43的矩阵,C1卷积层的输入为输入层的输出,输入与64个3*3步进为1的卷积核进行卷积操作,激励函数为RELU,总共提取64个特征map,输出为41*41*64的矩阵;

S2层:S2池化层的输入为C1卷积层的输出,对输入的64个map用2*2步进为2的卷积核进行最大值采样处理,输出为20*20*64的矩阵;

C3层:C3层的输入为S2层的输出,对输入的64个map用128个3*3步进为1的卷积核进行卷子操作,激励函数为RELU,总共提取128特征map,输出为18*18*128的矩阵;

S4层:S4层的输入为C3层的输出,对输入的128个map用2*2步进为2的卷积核进行最大值采样处理,输出为9*9*128的矩阵;

C5层:C5层的输入为S4层的输出,对输入的128个map用256个3*3步进为1的卷积核进行卷积操作,激励函数为RELU,总共提取256个特征map,输出为7*7*256;

F6全连接层:全连接层1对提取的特征进行加权计算,得到1维特征向量;

F7全连接层2:全连接层2对全连接层1输出的特征向量进行加权计算,得到特征更集中的1维特征向量;

Softmax分类器:对全连接层2输出端的特征向量进行分类。