基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法
2023-11-08分类号:S661.1;TP391.41
【部门】江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室
【摘要】[目的]针对苹果无损检测过程中表面缺陷检测精度低的问题,提出一种基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法。[方法]首先为提高网络对表面缺陷细节特征的提取能力,设计了一种基于Dense模块以及SE模块的深浅特征选择模块DSCS(Deep and shallow feature selection module),采用DSCS替换Backbone中的C3模块,在保留表面缺陷浅层信息的基础上强化对重要特征的学习,并起到削弱冗余特征的作用;针对由于Backbone与Neck部分输出信息过多导致的参数耦合问题,利用解耦头原理对Head层部分进行分层预测。同时采用ELU激活函数改进原有解耦头,简化了末端结构,使网络训练更加容易;最后针对表面缺陷标注困难的问题,采用Wise-IoU损失函数代替CIoU损失函数,为不同质量的标注提供非线性增益,实现网络的动态聚焦学习。[结果]试验结果表明,DSCS-YOLO对苹果表面缺陷检测的平均精度均值达到90.9%,相较于YOLOv3-tiny、YOLOv5s、YOLOX-s以及SSD分别提高了4.5%、1.9%、6.3%、16.3%。[结论]改进后的DSCS-YOLO提高了YOLOv5s算法的精度,实现了苹果表面缺陷的精准识别。
【关键词】苹果表面缺陷检测 特征融合 动态聚焦 损失函数 YOLOv5s 注意力机制
【基金】无锡市科技局项目资助(G20222014)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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