基于语义分割的纹理表面缺陷视觉检测算法研究及应用

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hyw897570
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
产品表面缺陷检测是衡量产品制造良率的关键技术,已经成为智能制造自动化生产的基石。自动光学检测(Automated Optical Inspection,AOI)是最具前景的表面缺陷检测技术之一,其中检测算法是影响AOI系统检出率与误检率的核心。现有深度学习视觉检测算法普遍采用生成模型,可有效解决规则纹理缺陷检测问题,但无法应对非规则纹理表面质量检测难题,难以满足生产企业的高质量检测需求。本论文针对现有纹理表面缺陷视觉检测难题,提出了基于语义分割思想的纹理表面缺陷检测方法并设计开发了图形化纹理表面缺陷AOI检测软件,如下为本文的核心研究内容。(1)针对带缺陷纹理背景难以精确重构难题,提出了基于多尺度语义信息融合网络(Multi-scale Semantic Information Fusion Network,MS-SIFN)缺陷检测算法。该算法采用监督方式直接对纹理缺陷进行精确分割,在MVTec AD数据集上的对比实验结果表明MS-SIFN平均AuROC达到0.962,优于所对比的缺陷检测算法。(2)针对零缺陷样本场景下的纹理表面缺陷精确分割难题,提出了基于语义信息分解网络(Semantic Information Decomposition Network,SIDN)的纹理缺陷检测算法。该算法不使用真实缺陷样本对纹理缺陷进行精确分割,在MVTec AD数据集上的对比实验结果表明SIDN平均AuROC达到0.978,优于所对比的缺陷检测算法。(3)围绕工业场景中不同产品纹理表面检测软件快速开发难题,设计了图形化纹理表面缺陷HUST-DL AOI检测软件。该软件采用微内核设计模式与图形化编程技术,以图形化形式快速构建AOI任务解决方案。本文将MS-SIFN和SIDN算法集成于HUST-DL AOI软件,基于OLED(Organic Light-Emitting Diode)新型显示器件AOI缺陷检测设备采集样本进行测试。结果表明,所提出的MS-SIFN算法平均AuROC指标达到0.985,SIDN算法平均AuROC指标达到0.997,能够满足对OLED产品表面缺陷检测生产需求。
其他文献
重力梯度仪是一种高灵敏度检测重力场梯度变化的仪器,在空间科学、资源勘探、地球物理测量等领域具有重大战略意义。重力梯度仪的工作环境振动要求极为严苛,微弱的振动会导致检测精度降低甚至无法工作。本文面向重力梯度仪高性能隔振需求,开展超低频隔振系统的设计、分析和样机性能测试验证等研究。依据重力梯度仪隔振性能需求和布局空间约束,开展了正负刚度并联隔振系统的方案设计和关键参数匹配。分析了重力梯度仪的隔振需求,
学位
在我国残疾患者当中约有30%的肢体残疾患者,手臂肢体的缺失给残疾患者带来了诸多不便与烦恼。因此,智能假肢手一直是人们研究的热点。目前,已发展出多款较为成熟的刚性商业假肢手,其能做到良好的仿生以及精准的控制,但它们普遍质量较重、柔顺性差,更重要的是售价昂贵,并不能够得到广泛的应用。然而软体机器人具有着柔顺性好、控制简单、造价便宜等优点,所以本文根据气动软体机器人的工作原理并结合目前一些软体抓手的缺点
学位
许多研究者通过使用收集切屑并量化形貌特征的办法,或使用有限元方法进行仿真对高速切削进行研究,但不能很好地还原切削的实际过程。常规的正交切削实验一般在机床上进行,一般情况下线速度低于4m/s。本文搭建了一套最高速度40m/s的高速切削成像实验平台,应用数字图像相关技术计算金属切削在高速下的应变和应变率,通过成像方法直接观测探究在高速切削过程中的材料应变和应变率分布情况。本文主要分为以下几个部分:(1
学位
喷墨打印技术材料利用率高、制造成本低,已经成为大尺寸新型显示器件的变革性制造技术,然而其核心制造装备受制于日、韩、美等国,是制约我国新型显示行业自主发展的“卡脖子”技术。喷墨打印制造环节中基板定位误差是导致打印缺陷产生的主要因素之一,无缺陷新型喷墨打印工艺中要求基板定位误差小于3μm,现有的定位方法难以满足工艺需求。针对喷墨打印装备中基板定位以及偏转角度检测问题,本文将基板上最显著的像素坑作为定位
学位
随着人口老龄化问题日益严峻以及各种病患对人体运动能力的影响,老年群体及肢体运动功能障碍患者对运动辅助装备的需求越来越大,如何轻量化设计带动力的辅助装备使其应用于更多实际场景,成为主流的研究热点。本文旨在研制一种在欠驱动条件下,具有下肢运动协同特性的多关节外骨骼机器人,在保证复现下肢协同运动的同时,实现外骨骼设计的轻量化,为复杂环境下的下肢运动分析提供实验平台。本文主要研究工作包括:(1)从人体下肢
学位
以2022年中考连云港卷语文试题为例,研讨新旧语文课程标准交替背景下中考语文试题如何体现新课标要求及其给日常语文教学带来的启示,分析指出新课标背景下的中考语文试题难度有所降低,既重视教材又重视跨学科拓展,还重视群文阅读,主要围绕特定主题设置任务群在具体情境中对学生的核心素养进行考查,这就要求教师在日常教学中整合课程内容探索任务群教学,既培养学生的自主学习与实践能力,又提升学生的思维水平和表达能力,
期刊
随着机器人化智能制造的提出和发展,机器人与人共享工作空间的生产场景日渐增加,传统被动安全策略已经无法满足高效生产的需求。因此,研究机器人在非结构环境中如何进行自主避障规划并完成生产任务具有重要意义。本文针对人机共享工作空间的场景,研究了运动障碍物检测技术和机器人主动避障规划方法。本文的主要工作如下:首先,设计了一种基于混合高斯模型的运动障碍物检测方法。分析了相机模型,采用棋盘格法,完成了机器人的手
学位
针对统编初中语文教材写作板块知识割裂化、能力训练碎片化、教学设计静态化等问题,以对八上写作板块开展项目式写作教学统整实践为例,从项目设计与计划、实施与管理、展示与评价、复盘与反思等方面,为基于整册教材开展项目式写作教学提供教研样本,指出开展项目式学习的目的是通过项目任务、项目活动、项目成果实现真实的学习。
期刊
在航空航天、电子等领域,散热结构被广泛使用,以保障器件的工作性能和使用寿命。拓扑优化方法因具有较高的设计自由度,可针对给定的设计空间,优化材料分布,以获得较好的散热效果,而广泛用于散热结构构型设计。本文针对稳态热传导问题,开展了复合热载荷作用下(即同时考虑设计相关和设计无关的热载荷作用)热传导结构拓扑优化方法的研究,主要工作如下:首先,开展了复合热载荷下单材料热传导结构拓扑优化设计。分别以散热柔度
学位
烟叶三段式工艺烘烤是决定烟叶成品质量的关键环节,受到了烘烤转火点、稳温时间等烘烤工艺参数的影响。本文借助多传感器采集烘烤时的烘烤温度、湿度、烟叶重量和烟叶图像,经过预处理进行数据融合,并设计烘烤阶段识别模型及转火点预测模型。相比于人工烘烤,本系统可实时、多维观察多个烤房烘烤状况,降低劳动强度,提高效率;可客观精准预测烘烤关键参数,辅助烘烤人员调整。论文的主要研究内容如下:(1)设计了烘烤数据融合方
学位