在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,運用光學(xué)圖像實現(xiàn)工件表面的缺陷檢測已經(jīng)較為普遍。本課題研究對象為手機(jī)屏幕,某手機(jī)維修廠家需要對手機(jī)屏幕的表面缺陷進(jìn)行自動化檢測,然而傳統(tǒng)的圖像處理方法難以適應(yīng)手機(jī)這樣復(fù)雜多樣的表面情況。因此本課題嘗試探索一種基于深度學(xué)習(xí)的檢測復(fù)雜表面缺陷的方法,希望對其它工件的檢測也產(chǎn)生一些啟發(fā)。本文基于此需求與目標(biāo),主要工作如下:分析了課題的具體任務(wù)需求并制定了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,本課題采用光學(xué)圖像進(jìn)行研究,一個完整的缺陷檢測系統(tǒng)包括圖像采集模塊,圖像預(yù)處理模塊以及缺陷檢測模塊,這三個模塊最終組合在一個界面平臺中,本文對這四個部分展開了論述,重點圍繞缺陷檢測部分。本文選擇了合適的光源與攝像頭,搭建了圖像的采集系統(tǒng)。圖像處理部分選擇了基于邊緣的分割算法提取感興趣區(qū)域（Region Of Interest,ROI）;選用了直方圖均衡化的算法進(jìn)行圖像增強(qiáng)。缺陷檢測部分選用了語義分割網(wǎng)絡(luò),課題先采用了經(jīng)典的U-Net網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實驗。本文重點研究了小目標(biāo)分割問題,即缺陷部分占比過小而分割困難的問題,制定了特別的損失函數(shù)方案,采用了focal-loss與tversky-loss的組合,定制了特別的... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 課題研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于傳統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)的缺陷檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的缺陷檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析
        1.3.1 表面缺陷檢測的研究成果
        1.3.2 表面缺陷檢測技術(shù)存在的問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 手機(jī)屏幕缺陷檢測系統(tǒng)總體方案的設(shè)計
    2.1 手機(jī)屏幕缺陷檢測的任務(wù)分析
    2.2 手機(jī)屏幕缺陷檢測的工作方案設(shè)計
        2.2.1 圖像采集系統(tǒng)的方案設(shè)計
        2.2.2 圖像預(yù)處理方案設(shè)計
        2.2.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建的方案設(shè)計
    2.3 本章小結(jié)
第3章 缺陷分割網(wǎng)絡(luò)的搭建與訓(xùn)練
    3.1 數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)備
    3.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)
    3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
        3.3.1 訓(xùn)練平臺的搭建
        3.3.2 評估標(biāo)準(zhǔn)的確定
        3.3.3 損失函數(shù)的確定
        3.3.4 正則化處理
        3.3.5 網(wǎng)絡(luò)的初始化
        3.3.6 優(yōu)化器的選擇
        3.3.7 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
    3.4 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)的缺陷分割網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計
    4.1 分類網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
        4.1.1 經(jīng)典分類網(wǎng)絡(luò)簡介
        4.1.2 分類網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 語義分割網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
        4.2.1 Attention機(jī)制
        4.2.2 Attention U-Net
    4.3 復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
    4.4 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
        4.4.1 損失函數(shù)的確定
        4.4.2 正則化處理
        4.4.3 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練
    4.5 本章小結(jié)
第5章 缺陷檢測系統(tǒng)界面平臺的搭建與實驗驗證
    5.1 缺陷檢測系統(tǒng)界面平臺的搭建
    5.2 缺陷檢測系統(tǒng)的實驗驗證
        5.2.1 檢測效果驗證
        5.2.2 檢測速度驗證
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]手機(jī)屏幕產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展研究[J]. 趙茜,許云林,陳昱琦.  農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技. 2019(04)
[2]一種基于混沌特性的磁瓦表面缺陷視覺提取方法[J]. 杜柳青,佘騁南,余永維.  儀器儀表學(xué)報. 2013(11)
[3]硅太陽能電池視覺檢測方法研究[J]. 張舞杰,李迪,葉峰.  計算機(jī)應(yīng)用. 2010(01)
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碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工件表面缺陷檢測系統(tǒng)[D]. 梁智聰.浙江大學(xué) 2018
[2]基于機(jī)器視覺的手機(jī)金屬板表面缺陷檢測技術(shù)研究[D]. 張劉赟.浙江大學(xué) 2018
[3]基于Gabor與區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的晶圓表面多尺度缺陷檢測技術(shù)研究[D]. 劉明明.浙江大學(xué) 2018
[4]基于機(jī)器視覺的USB插頭表面缺陷檢測技術(shù)研究[D]. 劉雙春.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2017
[5]復(fù)雜背景下光滑物體表面的缺陷檢測技術(shù)研究[D]. 喬爽.華中科技大學(xué) 2016
[6]基于機(jī)器視覺的手機(jī)隔板劃痕檢測研究[D]. 宋迪.湘潭大學(xué) 2014



本文編號：3685908