利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023102507170
申请人: 广东石油化工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:收集机油罐标签数据集,并将其构建为训练集、验证集、测试集;

S2:创建卷积模块CB和池化模块PB,并确定神经网络搜索空间和运算操作类型空间;

S3:以所述池化模块PB和卷积模块CB为最小单元进行堆叠构建主干网络,并确定最终的网络结构,所述网络结构包括第一网络单元、第二网络单元和第三网络单元,所述第一网络单元包含一个卷积模块CB和一个池化模块PB组成,然后通过两次最大值合并得到统一特征图;所述第二网络单元包含三个卷积模块CB和一个池化模块PB组成;第三网络单元包含依次连接的Dropout层、两个全连接层和输出层,输出层的激活函数为Softmax函数,通过全连接层和输出层反馈性能指标;

S4:在搜索空间中均匀随机采样邻接矩阵,即得到一个有向无环图(DAG),利用所述数据集搜索每个结构单元中待搜索结构单元的每两个内部节点之间的最优操作;

S5:在运算操作类型空间中,均匀随机采样以确定 DAG 中除了输入输出外的每一个顶点的运算操作类型;

S6:将所划分的数据集输入到网络模型,利用所述训练集确定所述搜索空间中每个模块的学习参数;利用所述验证集确定每个单元模块;

S7:计算网络架构损失并更新学习参数;

S8:根据邻接矩阵和运算操作向量请求模型的性能指标,并且进行循环S5~S8步骤;

S9:根据上述循环迭代的验证集性能指标,返回最优网络模型,并且保存其网络模型权重参数和架构参数。

2.根据权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于:所述步骤S1中所述训练集、验证集、测试集都包括若干有划痕机油罐标签图像与无划痕的机油罐标签图像,其中有划痕的标签图像的类别标签为0,无划痕的机油罐标签图像的类别标签为1。

3.根据权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于:所述步骤S2中所述神经网络搜索空间包括卷积模块CB和池化模块PB,所述卷积模块CB由三个卷积层和一个跳跃连接组成,第一个卷积层输入瓶颈卷积层,其卷积核大小固定为 1×1,第二个卷积层采用深度卷积提取特征信息,采用两种深度卷积,即残差可分离卷积和残差空洞可分离卷积,以形成两种第二个卷积层,第三层卷积层采用点式卷积,其卷积核大小固定为 1×1,上述卷积层的步长都为1,每个卷积层的中间连接为激活层,激活层是RELU函数;所述池化模块PB包括PB1平均池化模块和PB2最大值池化模块,PB1平均池化模块内核大小设置为 3×3,步长设置为 2×2,PB2最大值池化模块内核大小设置为 3×3,步长设置为 2×2。

4.根据权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于:所述步骤S4中的有向无环图(DAG),由一个集合定义,该集合中包含了由 5个节点所组成的所有可能的 DAG,所述节点即为卷积模块CB或者池化模块PB,DAG 中的每个节点对应的运算操作有2种可能,即3×3卷积操作和5×5卷积操作,取其中的一种作为该节点的运算操作,此外,DAG 需要有两个特殊的输入和输出节点,他们分别被标记为 in 和 out,分别表示网络结构的输入和输出张量,其中所有的卷积运算都利用了批归一化且激活函数使用 ReLU函数。

5.根据权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于:所述步骤S7中所述网络架构损失,即利用架构损失函数基于所述神经网络的输出和图像对应的类别标签向量,计算每个结构单元中待搜索结构单元的每两个内部节点之间每个操作对应的损失值;模型通过其架构损失函数损失来表现性能指标,其计算公式为:k k

其中J(θ)为损失值,hθ(x)、y、是第k个样本的真实标签向量和预测标签向量,其都为一个独热编码向量,θ为学习的参数;

所述的更新学习参数,即更新所述神经网络的权重参数,基于所述架构损失计算每个结构单元中待搜索结构单元对应的架构损失梯度,基于所述架构损失梯度更新每个结构单元中待搜索模块单元对应的学习参数,使得上述损失函数达到最优,其计算公式为:其中α为学习率,θi表示为第i个学习参数,m为训练时的批量大小,k表示为某个批量中的第k个样本。

6.根据权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法,其特征在于:所述步骤S8中所述性能指标是指通过当前的网络结构模型计算训练准确率和验证准确率,在每一轮迭代中,记录验证准确率最高的个体变化曲线,来评估算法的有效性。

7.一种基于如权利要求1所述的基于随机神经网络搜索的机油罐标签划痕检测方法的系统,其特征在于,包括:第一传送带(5)、第二传送带(6)、设备计算机(1)、第一扫描摄像头(2)和第二扫描摄像头(3),所述第一扫描摄像头(2)和第二扫描摄像头(3)均与所述设备计算机(1)连接,所述第一传送带(5)和所述第二传送带(6)垂直设置,所述第一传送带(5)的两侧设置有图像采集单元,所述第一传送带(5)之间设有扫描空间,所述第一扫描摄像头(2)设于所述扫描空间的左侧,所述第二扫描摄像头(3)设于所述扫描空间的右侧,所述第一扫描摄像头(2)与所述第二扫描摄像头(3)相对设置。