利索能及
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专利号: 2024105176530
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-14
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YOLOv8的钢材表面缺陷目标检测方法,其特征在于,包括:

1.1.获取公开钢材表面缺陷数据集NEU‑DET,该数据集1800张缺陷图像,每种缺陷300张,共六种类别;

1.2.按照8:1:1的比例将数据集划分为训练集、测试集和验证集;

1.3.对数据集进行Mosaic增强;

1.4.构建基于改进YOLOv8的钢材表面缺陷目标检测网络YOLOv8‑ST,具体包括:将目标检测网络的backbone部分的C2f层中的Bottleneck用MSBlock替换,构成C2f_MSBlock模块;

在特征融合网络中引入轻量级上采样算子CARAFE;

提出Wise‑Inner‑ShapeIoU替换CIoU作为网络的损失函数,具体包括:保留WiseIoU的部分权重,再将InnerIoU和ShapeIoU计算的得分相加并归一化,将得到的损失值乘以WiseIoU的权重,数学表达式如下:其中, 为WiseIoU损失函数的权重,S和I分别是ShapeIoU和InnerIoU损失函数,weight为所有正样本的scores分数之和,scores为目标检测输出的每个边界框的分数,β为离群度,δ和α为超参数;

1.5.将训练集和验证集导入网络进行训练,得到钢材表面缺陷目标检测模型;

1.6.用检测模型对测试集进行钢材表面缺陷检测。

2.如权利要求1所述的一种基于改进YOLOv8的钢材表面缺陷目标检测方法,其特征在于步骤1.2.中Mosaic数据增强过程包括:首先,随机选择四张图像进行数据增强操作,包括翻转、缩放和色彩调整;操作完成之后将原始图片按照第一张图片摆放在左上,第二张图片摆放在左下,第三张图片摆放在右下,第四张图片摆放在右上四个方向位置摆好;将四张图像固定区域进行截取,拼接成一张新的图像,其中包含框选信息。

3.如权利要求1所述的一种基于改进YOLOv8的钢材表面缺陷目标检测方法,其特征在于,所述C2f_MSBlock模块包括:C2f_MSBlock模块中的MSBlock层将输入分割成多个分支,每个分支处理不同的特征子集,在分支内部,通过1×1卷积进行特征转换;然后连接一个k×k的深度可分离卷积;之后再连接一个1×1卷积减少参数量;最后,所有的分支再经过一个1×1卷积进行融合,整合各个分支的特征。