板帶鋼是鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域的重要產(chǎn)品,表面質(zhì)量是評價其產(chǎn)品等級的主要指標之一,而表面質(zhì)量的評價關(guān)鍵在于表面缺陷類別的判斷。目前深度卷積網(wǎng)絡在圖像類別判斷中達到很好的效果,本文圍繞深度卷積網(wǎng)絡展開板帶鋼表面缺陷類別檢測方法研究。具體研究內(nèi)容如下:(1)針對板帶鋼表面缺陷數(shù)據(jù)樣本數(shù)量分布不均衡及樣本量不充足問題,首先采用了圖像增強、均衡化、閾值化、降噪等方法對表面圖像數(shù)據(jù)進行預處理,然后使用遷移學習技術(shù)對多種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行調(diào)優(yōu),以篩選出較優(yōu)的分類模型進行表面缺陷圖像類別檢測。(2)針對計算資源的代價問題,設計了基于分布式遷移學習VGG16模型,采用動量梯度和隨機梯度交替迭代優(yōu)化的策略進行求解。針對BP算法對VGG16特征分類器帶來的收斂慢等問題,提出了兩點步長法來優(yōu)化梯度的更新,提升了VGG16模型的分類性能。(3)基于學習到的VGG16模型,實現(xiàn)了一種基于Spark Streaming的板帶鋼表面缺陷類別在線檢測系統(tǒng)。 

【文章來源】：安徽工業(yè)大學安徽省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋼廠熱軋生產(chǎn)圖

鑄坯送進加熱爐進行加熱，達到一定溫度后，從出爐口送出加熱爐，為去除爐底黑印和表面爐生氧化薄膜對鑄坯進行高壓水除磷。接著進入軋線準備粗軋，然后送入粗軋輥道，若軋機組忙碌則等待，空閑則進入。對板坯進行精軋在粗軋完成后。板帶鋼頭部從軋機末端運出，在熱輥道上輸送，進入板帶鋼層對板帶鋼上表面層流冷卻下表面噴水冷卻的冷卻裝置。達到所需要的溫度。板帶鋼頭部離開軋機進入準備狀態(tài)的卷取機。當板帶鋼尾部離開軋機首機架后軋機和板卷積開始減速直到板帶鋼脫離末架軋機時，軋機后為保證板帶鋼的平直和貼付于輥道上，在輸出輥道上進行減速達到卷取速度。板卷完成鑄坯后則熱軋生產(chǎn)流程結(jié)束。冷軋如圖 1.2 所示生產(chǎn)工藝主要包括：酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、剪切。冷軋坯料開始要進行連續(xù)酸洗機組清除氧化鐵皮，實現(xiàn)冷軋及其紅藕的表面處理使得板帶鋼表面光潔。酸洗后退火使得鋼軟化進行軋制軋到一定厚度。由于板帶鋼表面潤滑油會在退火爐中揮發(fā)，而揮發(fā)殘留物會形成黑斑在板帶鋼表面，因此要刷掉板帶鋼表面油脂在退火之前，即脫脂工序。在保護氣體中退火，退火后板帶鋼表面光亮，無需酸洗，進一步軋制或平整。平整后根據(jù)客戶需求對板帶鋼進行剪切。

并將圖像數(shù)據(jù)存儲和模型計算來判斷板帶鋼質(zhì)量等級。圖 1.3 板帶鋼平鋪采集圖圖 1.4 采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀經(jīng)過了幾十年的技術(shù)革新，我國已經(jīng)取得了許多優(yōu)秀成果。為了保證和提高板帶鋼的質(zhì)量，我國鋼廠不斷引進技術(shù)，創(chuàng)新技術(shù)以及革新技術(shù)。進口材料被膨脹合金和熱雙金屬等先后替代了[8]。在 2006 年，武鋼安裝了德國 Congex 公司平均識別率高達 85%的 Smart View Metals 系統(tǒng)[11]，該系統(tǒng)基于機器視覺。在 2009年底八鋼也使用了該公司的表面檢測系統(tǒng)[12]。從國外引進設備和技術(shù)需要花費高昂的金額，后期的設備維護和軟件的升級都需要依賴別人，國家鋼材的發(fā)展受制于人。數(shù)字圖像處理是人工智能信息處理領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，已在缺陷分類[13]、邊


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