现代制造工程 ›› 2022, Vol. 499 ›› Issue (4): 112-118.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2022.04.016

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深度网络自适应优化的Mask R-CNN模型在铸件表面缺陷检测中的应用研究

马宇超,付华良,吴鹏,陈信华,王鼎,陈帅,曹晨雨   

  • 出版日期:2022-04-18 发布日期:2022-05-17
  • 基金资助:
    江苏省高等学校自然科学研究面上项目(18KJB460001); 江苏省研究生科研与实践创新计划项目; 常州大学大学生创新创业基金项目

  • Online:2022-04-18 Published:2022-05-17

摘要: 针对传统铸件表面缺陷检测方法不能进行分类检测、检测效率低以及检测精度低等问题,提出了一种深度网络自适应优化的Mask R-CNN模型,将其应用于铸件表面缺陷检测中,实现缺陷的精确识别和分类。选择裂纹、气孔和缩松3种常见缺陷作为研究对象,使用Labelme图像标注工具对铸件表面缺陷图像进行了标注,生成数据集。同时,运用PyTorch深度学习框架搭建Mask R-CNN模型,利用深度迁移学习的网络自适应策略优化模型的泛化能力。通过主干特征提取网络对输入的图形数据进行全图特征提取;采用区域建议网络(Regional Proposal Network, RPN)生成区域建议框;利用RoI Align获取感兴趣区域,通过分类、回归网络分别进行分类、回归,同时进行掩膜生成;在铸件表面缺陷检测平台上进行验证实验,并与其他深度学习检测方法进行对比。实验结果表明,优化后的Mask R-CNN模型整体性能优于原Mask R-CNN模型、Faster R-CNN模型和YOLO v3模型,能准确检测出常见的铸件表面缺陷,平均检测精度mAP达到92%,对铸件表面缺陷检测领域有较好的研究应用价值。

关键词: 缺陷检测;深度学习;Mask R-CNN模型;迁移学习;深度网络自适应

中图分类号: 


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