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专利号: 2021115499332
申请人: 成都信息工程大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,包括S1、采集布匹表面图像信息;

S2、将所述图像信息输入至改进的Yolov4网络模型进行瑕疵检测;

S3、输出检测结果;

其中,所述改进的Yolov4网络模型包括如下建立方法:S21、获取瑕疵布匹图像作为数据集,对数据集进行数据增强;

S22、将增强后的数据集输入Yolov4网络;

S23、对数据集中的检验框进行聚类,以聚类后得到的检验框替换Yolov4网络中的初始检验框;

S24、添加注意力模块;

S25、在Yolov4网络中添加特征输出层104x104;

S26、确定边框损失函数CEIOULOSS;

S27、将数据集输入网络进行训练,以训练好的模型作为改进的Yolov4网络模型;

其中,对数据集进行数据增强的方法包括:S211、将数据集中的瑕疵分类为若干标签;

S212、读取数据集中每一张图片的xml文件,提取每一个检验框所属的标签类别,统计每个类别标签所对应的样本个数;

S213、对于样本个数小于或等于N的标签,依次使用以下六种操作对各样本进行数据增强;对于样本个数大于N的标签,随机选择以下六种操作中的四种对各样本进行数据增强;

其中,N取数据集中样本总数的5%;

操作一、DropOut操作:随机的对图片的20%像素进行舍弃,保留剩下的80%像素值;

操作二、ImpulseNoise操作:将整张图片10%的像素替换为脉冲噪声;

操作三、GayssianBlur操作:对图片进行高斯模糊处理;

操作四、Fliplr操作:将图片镜像翻转;

操作五、Multiply操作:将图片的每个像素乘以预设值;

操作六、Affine操作:对图片进行放大或缩小或平移或旋转;

其中,确定边框损失函数CEIOULOSS的方法包括:S261、计算惩罚项LEIOU:

gt

式中,b代表预测框的中心点,b 代表真实框的中心点,ρ为两个中心点间的欧式距离,c代表能够同时包含预测框和真实框的最小闭包区域的对角线距离,Cw代表覆盖预测框和真实框的最小外接框的宽度,Ch代表覆盖预测框和真实框的最小外接框的高度,IOU为真实框gt gt和预测框的交并比,w代表预测框的宽度,w 代表真实框的宽度,h代表预测框的高度,h 代表真实框的高度;

S262、计算损失函数EIOULOSS:EIOULoss=1‑LEIOU;

S263、计算边框损失函数CEIOULOSS:CEIOULoss=3×ln3‑3×ln(2+EIOULoss)。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,对数据集中的检验框进行聚类的方法包括:S231、读取增强后数据集中每一个xml文件中的检验框信息,将所有的检验框大小存进一个数组中;

S232、设置9个点作为中心簇,对其进行聚类;

S233、将聚类所得到的9个中心点作为新的检验框Anchors,替换Yolov4网络中的初始检验框。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,添加注意力模块的方法包括:S241、引入CBAM注意力模块;

S242、基于CBAM注意力模块生成通道注意力图MC(F):MC(F)=σ(MLP(AvgPool(F))+MLP(MaxPool(F)));

式中,σ代表sigmoid操作,MLP代表两层卷积操作,AvgPool代表平均池化操作;MaxPool代表最大池化操作,F代表特征图;

S243、基于CBAM注意力模块生成空间注意力图MS(F):

7×7

Ms(F)=σ(f ([AvgPool(F);MaxPool(F)]));

7×7

式中,σ代表sigmoid操作,f 代表卷积核的大小,AvgPool代表平均池化操作;MaxPool代表最大池化操作,F代表特征图。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,在Yolov4网络中添加特征输出层104x104的方法包括:S251、通过Yolov4网络的PAnet模块对输出的特征进行两次上采样,两次上采样的采样结果分别和倒数第二层、第三层的残差神经网络的输出结合;

S252、进行第三次上采样;

S253、将第三次上采样的采样结果和倒数第四层残差神经网络的输出结合,并组成

104x104的特征输出层,用于供Yolo_Head预测使用。

5.根据权利要求1所述的一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,还包括S264、将惩罚项重定义为LFocal‑EIOU:LFocal‑EIOU=IOUγLEIOU;

式中,γ为控制异常值抑制程度的参数。

6.根据权利要求1所述的一种基于改进的Yolov4网络的布匹瑕疵检测方法,其特征在于,步骤S2中进行瑕疵检测时,首先将图片基于resize函数缩小至416x416的大小,再对缩小后比例失真的图片添加灰度条,之后才输入至改进的Yolov4网络模型。