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专利号: 2020105550304
申请人: 桂林理工大学
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:

1.一种基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:构建堆叠候选cell的网络架构NAS-SDC,所述网络架构NAS-SDC基于神经网络架构搜索构建;

S2:通过NEU-CLS缺陷数据集搜索cell,利用搜索到的最佳cell构建缺陷分类CNN;

S3:利用S2得到的缺陷分类CNN对表面缺陷进行分类。

2.根据权利要求1所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,所述网络架构NAS-SDC包括N个Normal cell相邻,共堆叠4组,其中,前3组Normal cell后均添加一个Maxpooling cell,所述Maxpooling cell将其两个输入进行Add操作,然后进行2×2的最大池化操作后输出,最后采用全局平均池化GAP+全连接层FC+Sofxmax的结构作为分类层。

3.根据权利要求1所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,所述网络架构NAS-SDC包括N个Normal cell相邻,共堆叠4组,其中,前2组Normal cell后均添加一个Maxpooling cell,所述Maxpooling cell将其两个输入进行Add操作,然后进行2×2的最大池化操作后输出,在第3组Normal cell后则添加了一个Normal cell+Maxpooling cell+Normal cell组合,最后采用全局平均池化GAP+全连接层FC+Sofxmax的结构作为分类层。

4.根据权利要求2或3所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,所述网络架构NAS-SDC在第一组Normal cell前设置一个3×3的卷积层,所述卷积层的核心数为60,所述卷积层用于提取输入图像特征。

5.根据权利要求4所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,步骤S2中NEU-CLS缺陷数据集包括六种缺陷,分别为rolled-in scale、patches、crazing、pitted surface、inclusion和scratches,每种缺陷类型有300张灰度图像,图像分辨率为

64×64。

6.根据权利要求5所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,步骤S2中将NEU-CLS缺陷数据集根据6:1:3的比例1分为训练集、验证集和测试集。

7.根据权利要求6所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,步骤S2中搜索cell,利用搜索到的最佳cell构建缺陷分类CNN,具体包括以下步骤:S2.1:利用NASNet进行搜索cell;

S2.2:对NASNet搜索空间进行精简;

S2.3:通过控制器网络进行搜索,通过采样操作构建候选cell;

S2.4:堆叠候选cell并产生网络,利用验证集对验证网络是否收敛,若是,则所述候选cell为最佳cell,进入步骤S2.5,若不收敛,则进行梯度下降更新,返回步骤S2.3;

S2.5:堆叠最佳cell并利用测试集进行测试。

8.根据权利要求7所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,步骤S2.2中对NASNet搜索空间进行精简包括优化cell结构,具体为:构建一个固定的无参数的Maxpooling cell,将所述Maxpooling cell与Normal cell组合,所述Maxpooling cell将两个输入H[i]和H[i-1]进行Add操作,然后进行2×2的最大池化操作。

9.根据权利要求8所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,当输入H[i]和H[i-1]的特征通道数和尺寸不相同时,进行尺度规划化操作,所述尺度规划化操作通过1个Relu激活层、一个kernek数量为K的1×1卷积层和1个Batch Normalization层组成,所述尺度规划化操作具体为:当输入H[i]和H[i-1]的尺寸不同时,需要对H[i-1]进行尺度规范化,设置其尺度规划化操作中的1×1卷积层的步长为2;

当输入H[i]和H[i-1]的尺寸相同但特征通道数不同时,对H[i]和H[i-1]中特征通道数较大的进行尺度规范化操作,设置其尺度规范化操作中1×1卷积层的步长为1,K设为H[i]和H[i-1]特征通道数的最小值。

10.根据权利要求8或9所述的基于神经网络架构搜索的表面缺陷分类方法,其特征在于,步骤S2.2中对NASNet搜索空间进行精简包括精简候选操作,具体为:将NASNet的搜索空间中的操作数量由13个精简到6个,包括:Identity操作,代码为0;3×3dw conv操作,代码为1;5×5dw conv操作,代码为2;7×7dw conv操作,代码为3;3×

3max pooling操作,代码为4;3×3average pooling操作,代码为5。