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专利号: 2024115848182
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,包括:

获取待检测图像,将所述待检测图像输入至预设的目标特征聚焦细化缺陷检测模型,所述目标特征聚焦细化缺陷检测模型包括目标边缘聚焦特征提取网络、目标复用融合语义网络、目标语义‑通道‑空间加权细化网络和目标检测层;

通过所述目标边缘聚焦特征提取网络对所述待检测图像进行多尺度特征提取,输出多个缺陷边缘多尺度聚焦特征向量;

将各所述缺陷边缘多尺度聚焦特征向量输入所述目标复用融合语义网络进行语义增强,对应生成多个复用融合语义特征;

采用所述目标语义‑通道‑空间加权细化网络分别对各所述复用融合语义特征进行特征过滤,对应确定多个语义‑通道‑空间加权细化特征;

通过所述目标检测层基于各所述语义‑通道‑空间加权细化特征进行缺陷定位检测,输出所述待检测图像的缺陷检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述目标边缘聚焦特征提取网络包括卷积层和卷积递归融合层和空间金字塔池化层;所述通过所述目标边缘聚焦特征提取网络对所述待检测图像进行特征提取,输出多个缺陷边缘多尺度聚焦特征向量,包括:将所述待检测图像输入卷积层进行卷积运算后,通过级联的两个卷积递归融合层进行卷积递归特征提取,得到第一缺陷边缘多尺度聚焦特征向量;

采用卷积递归融合层对所述第一缺陷边缘多尺度聚焦特征向量进行特征处理,生成第二缺陷边缘多尺度聚焦特征向量;

通过卷积递归融合层对所述第二缺陷边缘多尺度聚焦特征向量进行特征映射后,输入空间金字塔池化层进行多尺度池化处理,输出第三缺陷边缘多尺度聚焦特征向量。

3.根据权利要求2所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述卷积递归融合层包括卷积层和递归卷积增强层,所述递归卷积增强层包括递归门控卷积子层、特征分割子层和递归瓶颈块,所述递归瓶颈块包括级联的多个递归门控卷积子层;所述卷积递归融合层的处理过程,包括:对输入所述卷积递归融合层的卷积输入特征采用卷积层进行卷积计算后,通过递归门控卷积子层进行递归特征提取,生成卷积中间特征;

采用特征分割子层对所述卷积中间特征进行特征拆分,输出第一卷积拆分特征和第二卷积拆分特征;

将所述第二卷积拆分特征输入级联的多个递归门控卷积子层进行连续特征提取后,与所述第二卷积拆分特征进行特征融合,得到第一卷积融合特征;

基于级联的多个递归门控卷积子层对所述第一卷积融合特征进行逐级特征提取后,与所述第一卷积融合特征进行特征融合,确定第二卷积融合特征;

对所述第一卷积拆分特征、所述第一卷积融合特征和所述第二卷积融合特征进行通道拼接后,输入递归门控卷积子层进行卷积处理,生成卷积输出特征。

4.根据权利要求1所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述目标复用融合语义网络包括注意力层、深度可分离卷积层和残差块;所述将各所述缺陷边缘多尺度聚焦特征向量输入所述目标复用融合语义网络进行语义增强,对应生成多个复用融合语义特征,包括:将各所述缺陷边缘多尺度聚焦特征向量分别输入级联的注意力层与深度可分离卷积层进行通道空间特征提取融合,对应得到第一层析感知嵌入特征、第二层析感知嵌入特征和第三层析感知嵌入特征;

对所述第三层析感知嵌入特征进行上采样后,与所述第二层析感知嵌入特征进行特征融合,生成第一语义融合特征;

将所述第一语义融合特征进行上采样后,与所述第一层析感知嵌入特征进行特征融合,输出第二语义融合特征;

通过残差块分别对所述第一语义融合特征和所述第二语义融合特征进行特征提取,对应得到残差特征和第一复用融合语义特征;

对所述第一复用融合语义特征进行下采样后与所述残差特征进行特征融合,并通过残差块进行特征处理,输出第二复用融合语义特征;

采用所述残差特征进行下采样后与所述第三层析感知嵌入特征进行特征融合,并经由残差块进行特征提取,输出第三复用融合语义特征。

5.根据权利要求1所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述目标语义‑通道‑空间加权细化网络包括全局平均池化层、全局最大池化层、Conv_Silu层、Sigmoid激活函数层和Softmax激活函数层;所述目标语义‑通道‑空间加权细化网络的处理过程,包括:对输入所述目标语义‑通道‑空间加权细化网络的复用融合语义特征分别通过全局平均池化层和全局最大池化层进行平均池化和最大池化,对应生成平均池化特征和最大池化特征;

通过Conv_Silu层分别对所述平均池化特征和所述最大池化特征进行卷积运算后进行特征融合,输出通道特征;

采用Sigmoid激活函数层提取所述通道特征的通道权重,并将所述通道权重与所述复用融合语义特征进行逐元素相乘,得到通道加权特征;

基于Softmax激活函数层提取所述复用融合语义特征的空间权重,并将所述空间权重与所述复用融合语义特征进行逐元素相乘,输出空间加权特征;

将所述通道加权特征与所述空间加权特征进行特征融合,生成语义‑通道‑空间加权细化特征。

6.根据权利要求1所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述目标特征聚焦细化缺陷检测模型的训练过程,包括:获取缺陷标注低分辨率图像;

采用所述缺陷标注低分辨率图像对初始特征聚焦细化缺陷检测模型的初始边缘聚焦特征提取网络进行局部模型训练,当第一损失函数值收敛时,输出中间特征聚焦细化缺陷检测模型;

基于所述缺陷标注低分辨率图像对所述中间特征聚焦细化缺陷检测模型进行整体模型训练,直至第二损失函数值收敛,确定目标特征聚焦细化缺陷检测模型。

7.根据权利要求6所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述采用所述缺陷标注低分辨率图像对初始特征聚焦细化缺陷检测模型的初始边缘聚焦特征提取网络进行局部模型训练,当第一损失函数收敛时,输出中间特征聚焦细化缺陷检测模型,包括:在所述初始特征聚焦细化缺陷检测模型的初始边缘聚焦特征提取网络中,采用卷积层对所述缺陷标注低分辨率图像进行卷积处理后,基于级联的两个卷积递归融合层进行卷积递归特征提取,生成训练低层特征;

通过所述初始边缘聚焦特征提取网络中级联的两个卷积递归融合层对所述训练低层特征进行连续特征处理,得到训练高层特征;

将所述训练低层特征和所述训练高层特征输入预设的缺陷边缘增强深度特征聚合网络进行特征融合增强,输出训练高分辨率图像;

基于所述训练高分辨率图像和所述缺陷标注低分辨率图像对应的缺陷标注高分辨率图像计算第一损失函数值;

按照所述第一损失函数值对所述初始边缘聚焦特征提取网络内的模型参数进行迭代优化,直至所述第一损失函数值收敛,得到中间特征聚焦细化缺陷检测模型。

8.根据权利要求7所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法,其特征在于,所述缺陷边缘增强深度特征聚合网络包括编码器和解码器,所述编码器包括上采样层和带激活函数的卷积层,所述解码器包括带激活函数的卷积层和图像重建层;所述将所述训练低层特征和所述训练高层特征输入预设的缺陷边缘增强深度特征聚合网络进行特征融合增强,输出训练高分辨率图像,包括:通过上采样层对所述训练低层特征进行上采样,得到第一编码特征;

采用带激活函数的卷积层对所述训练高层特征进行特征映射,生成第二编码特征;

将所述第一编码特征和所述第二编码特征进行通道拼接,输出图像编码特征;

通过多层带激活函数的卷积层对所述图像编码特征进行连续特征提取,得到第一解码特征;

采用图像重建层基于第一解码特征进行图像超分辨率重建,生成训练高分辨率图像。

9.一种基于特征聚焦细化的表面缺陷检测系统,其特征在于,包括:

特征输入模块,用于获取待检测图像,将所述待检测图像输入至预设的目标特征聚焦细化缺陷检测模型,所述目标特征聚焦细化缺陷检测模型包括目标边缘聚焦特征提取网络、目标复用融合语义网络、目标语义‑通道‑空间加权细化网络和目标检测层;

特征提取模块,用于通过所述目标边缘聚焦特征提取网络对所述待检测图像进行多尺度特征提取,输出多个缺陷边缘多尺度聚焦特征向量;

特征增强模块,用于将各所述缺陷边缘多尺度聚焦特征向量输入所述目标复用融合语义网络进行语义增强,对应生成多个复用融合语义特征;

特征细化模块,用于采用所述目标语义‑通道‑空间加权细化网络分别对各所述复用融合语义特征进行特征过滤,对应确定多个语义‑通道‑空间加权细化特征;

缺陷检测模块,用于通过所述目标检测层基于各所述语义‑通道‑空间加权细化特征进行缺陷定位检测,输出所述待检测图像的缺陷检测结果。

10.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1‑8任一项所述的基于特征聚焦细化的表面缺陷检测方法的步骤。