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基于卷积神经网络的低对比度表面缺陷检测算法研究

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基于卷积神经网络的低对比度表面缺陷检测算法研究

作者：童光红湖南理工学院

学位级别：硕士

基于机器视觉的产品质量检测技术已经在智能制造领域得到广泛应用,并取得了较好的成效。但对于低对比度的表面缺陷检测,传统的图像处理算法无法满足工厂自动化生产的要求,如何提高低对比度缺陷检测算法性能是当前机器视觉表面缺陷检测... 详细信息

基于机器视觉的产品质量检测技术已经在智能制造领域得到广泛应用,并取得了较好的成效。但对于低对比度的表面缺陷检测,传统的图像处理算法无法满足工厂自动化生产的要求,如何提高低对比度缺陷检测算法性能是当前机器视觉表面缺陷检测领域的难点之一。本文以磁石低对比度表面缺陷为研究对象,重点研究基于卷积神经网络的缺陷检测算法,并应用到实际生产中。获取高质量的磁石缺陷图像是所有图像算法研究的基本前提。本文首先根据磁石本身的特性对相机、镜头、光源以及传感器进行选型,为了使待检磁石表面光照分布均匀,以获取能呈现多种磁石表明缺陷特征的高质量图像,本文在硬件选型基础上尝试了多种光源组合方案,进而构建出最理想的打光方案硬件结构图。为了解决磁石缺陷样本较少的问题,本文提出填鸭式増广算法,与Mixup图像增广方法结合应用到磁石样本数据増广中,将800个有效磁石样本扩增到4800个。接下来,为了获取更多的缺陷结构和灰度特征,本文设计了一种基于浅层主干（Backbone）卷积神经网络（CNN）的缺陷检测算法用于分割磁石缺陷区域。实验结果显示,本章算法在测试集上的m Io U为0.852,检测准确率为92.08%,与其它基于深层主干网络的检测算法相比,具有相似的检测性能且检测速度更快。针对磁石缺陷检测中微小缺陷检测性能不理想的问题,在前面算法的基础上,本文提出一种基于生成式对抗网络的磁石缺陷检测算法。该方法采用浅层主干CNN作为生成器网络,生成器网络用于提取学习磁石缺陷的结构和灰度特征;在判别器网络中,采用逐层跳跃连接结构,传递多尺度特征,从而提升对微小缺陷的检测性能。通过实验显示,基于生成式对抗网络的磁石缺陷检测算法在测试集上的m Io U达到了0.875,准确率为96.54%,对微小缺陷的检测性能有了较大的提升。本文通过设计缺陷分割网络来检测低对比度磁石缺陷,并采用生成式对抗网络来提升对微小缺陷的检测能力。在磁石数据集上的测试结果表明,本文算法可以满足磁石缺陷检测的要求。因此,本文算法在缺陷检测领域具有一定的理论和工程应用价值。

关键词：缺陷检测低对比度卷积神经网络语义分割生成式对抗网络

基于Mask R-CNN的磁瓦表面缺陷检测算法

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计算机集成制造系统 2022年第5期28卷 1393-1400页

作者：郭龙源段厚裕周武威童光红吴健辉欧先锋李武劲湖南理工学院信息科学与工程学院湖南岳阳414006

磁瓦图像具有光照不均、表面纹理复杂、对比度低等特点,针对传统的缺陷检测算法难以准确分割其中缺陷的问题,提出基于掩膜区域卷积网络(Mask R-CNN)的缺陷检测算法。该算法首先通过限制对比度的自适应直方图均衡化方法对图像进行预处理... 详细信息

磁瓦图像具有光照不均、表面纹理复杂、对比度低等特点,针对传统的缺陷检测算法难以准确分割其中缺陷的问题,提出基于掩膜区域卷积网络(Mask R-CNN)的缺陷检测算法。该算法首先通过限制对比度的自适应直方图均衡化方法对图像进行预处理;然后,采用残差网络50(ResNet50)构建特征金字塔网络(FPN)获取图像信息并提取特征,再采用区域建议网络(RPN)提取缺陷区域的感兴趣区域,得到相应的锚框,并通过全卷积神经网络(FCN)对感兴趣区域内部的像素类别进行预测,以实现缺陷分割;最后通过网络的全连接层实现每个感兴趣区域所属类别和相应锚框坐标的预测。实验结果表明,该算法具有较强的泛化能力,可以对表面存在大量纹理复杂、光照不均和对比度低的磁瓦图像进行精确的缺陷分割,具有较强的鲁棒性。

关键词：表面缺陷检测掩膜区域卷积网络特征金字塔网络磁瓦

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基于卷积神经网络的视频监控人脸识别方法

成都工业学院学报 2020年第1期23卷 26-31页

作者：晏鹏程张一鸣童光红黄锋欧先锋湖南理工学院信息科学与工程学院湖南岳阳414006 机器视觉及人工智能研究中心湖南岳阳414006

视频监控中的人脸识别算法主要包含人脸检测、预处理、特征提取和特征匹配(人脸识别)4个部分,其中最重要的是人脸检测和特征匹配。视频监控图像中的人脸可能有多姿态、多尺度和局部遮挡等问题,对人脸的提取和识别有较大影响。采用基于H... 详细信息

视频监控中的人脸识别算法主要包含人脸检测、预处理、特征提取和特征匹配(人脸识别)4个部分,其中最重要的是人脸检测和特征匹配。视频监控图像中的人脸可能有多姿态、多尺度和局部遮挡等问题,对人脸的提取和识别有较大影响。采用基于Haar特征的AdaBoost算法实时检测出视频中的人脸区域,获取人脸图像,通过卷积神经网络(CNN)训练得到人脸图像的深层特征,进而进行人脸识别。实验结果表明:该方法可以满足识别准确率和实时检测的要求,对视频图像中光照变化、姿态变化、尺度变化和局部遮挡等问题具有较好的鲁棒性。

关键词：视频监控人脸识别卷积神经网络人脸检测 Haar AdaBoost

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基于YOLOv3的磁瓦表面缺陷检测算法

成都工业学院学报 2019年第3期22卷 25-30页

作者：郭龙源童光红段厚裕赵林李武劲欧先锋晏鹏程张一鸣湖南理工学院信息科学与工程学院湖南岳阳414006 湖南理工学院机器视觉及人工智能研究中心湖南岳阳414006

由于磁瓦缺陷本身对比度、不同缺陷特征不尽相同等原因,传统缺陷检测算法检测效果较差。针对不同缺陷特征的磁瓦缺陷检测的问题,提出了一种基于YOLOv3的磁瓦缺陷检测方法。YOLOv3借鉴Resnet的残差结构可以很轻松的构建更深的卷积网络,... 详细信息

由于磁瓦缺陷本身对比度、不同缺陷特征不尽相同等原因,传统缺陷检测算法检测效果较差。针对不同缺陷特征的磁瓦缺陷检测的问题,提出了一种基于YOLOv3的磁瓦缺陷检测方法。YOLOv3借鉴Resnet的残差结构可以很轻松的构建更深的卷积网络,更深的网络可以更好地表达磁瓦缺陷的特征。同时其类似FPN的特征融合思想,可以较好地保证小缺陷样本不会出现特征丢失的情况。基于以上优点,YOLOv3很适合应用于缺陷检测。实验结果表明,该方法在检测效果上不差于基于Resnet101的FasterR-CNN的方法,而且其平均检测速度快5倍以上。

关键词：缺陷检测深度学习目标检测磁瓦

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谷城：只争朝夕上项目真抓实干促发展

谷城：只争朝夕上项目真抓实干促发展

襄阳日报

作者：童光辉程备陈刚

本报讯（全媒体记者童光辉程备通讯员陈刚）截至2月22日，谷城县九成规模以上企业开足马力赶订单，新建、续建的重点项目克服雨雪天气，转场作业保进度，奋力冲刺“开门红”。“目前，谷城县汽车零部件、纺织服装、新能源新材料等重... 详细信息

本报讯（全媒体记者童光辉程备通讯员陈刚）截至2月22日，谷城县九成规模以上企业开足马力赶订单，新建、续建的重点项目克服雨雪天气，转场作业保进度，奋力冲刺“开门红”。“目前，谷城县汽车零部件、纺织服装、新能源新材料等重点领域的180余家企业都在争分夺秒生产。......

关键词：真抓实干谷城县促发展

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“办不成事”窗口巧解办证难题

“办不成事”窗口巧解办证难题

襄阳日报

作者：童光辉程备龚东辉

本报讯（全媒体记者童光辉程备通讯员龚东辉）“太给力了，做梦都想要的红本本终于到手了。”前不久，谷城县城关镇某商住小区业主秦云领取了不动产权证，十分开心。至此，该小区108户居民购买的商品房物权在法律层面上为业主所有。... 详细信息

本报讯（全媒体记者童光辉程备通讯员龚东辉）“太给力了，做梦都想要的红本本终于到手了。”前不久，谷城县城关镇某商住小区业主秦云领取了不动产权证，十分开心。至此，该小区108户居民购买的商品房物权在法律层面上为业主所有。秦云说，多年前，开发商把整个小区的土地......

关键词：不动产开发商房屋维修基金商住小区

非洲猪瘟病毒CP312R基因编码蛋白的原核表达及多克隆抗体的制备与应用

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中国兽医学报 2024年第1期44卷 1-6页

作者：刘佳晨郭子强陈金霞曹云雷童武乔思娜刘长龙赵冉郑海红童光志李丽薇高飞中国农业科学院上海兽医研究所上海200241 扬州大学江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心江苏扬州225009 厦门市动物疫病预防控制中心福建厦门361009

为制备ASFV CP312R基因编码蛋白的多克隆抗体,利用PCR方法从非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)的灭活样品中扩增出924 bp的CP312R基因全长序列,利用同源重组法构建出原核表达质粒pCold-Ⅰ-ASFV-CP312R,将其转化至原核表达... 详细信息

为制备ASFV CP312R基因编码蛋白的多克隆抗体,利用PCR方法从非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)的灭活样品中扩增出924 bp的CP312R基因全长序列,利用同源重组法构建出原核表达质粒pCold-Ⅰ-ASFV-CP312R,将其转化至原核表达感受态细胞BL21中,经1 mmol/L的IPTG低温条件下诱导表达CP312R编码蛋白并经过镍柱亲和层析纯化后,利用SDS-PAGE对重组蛋白进行表达鉴定和反应原性分析,表达蛋白的相对分子质量约为34 kDa,通过Western blot分析,该蛋白能被ASFV抗体特异性识别。将所得的蛋白经处理纯化后免疫小鼠3次,得到含多克隆抗体的血清。利用该抗体检测实验室构建并拯救的表达ASFV CP312R基因编码蛋白的重组猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV),结果显示该多抗具有良好的反应原性和特异性,并且证明了ASFV CP312R基因编码蛋白可在PRRSV活载体中稳定表达。

关键词：非洲猪瘟病毒 CP312R基因原核表达多克隆抗体

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谷城巩家湾村：“借桃生财”促发展

谷城巩家湾村：“借桃生财”促发展

襄阳日报

作者：童光辉程备卢馨妤黎丰平

“你看，这一枝上的桃子多喜人，有七八个，起码能卖10块钱。”仲夏时节，谷城县石花镇巩家湾村千亩桃园绿意正浓，黄里透红的鲜桃挂满枝头，果农卢雪刚甚是欣喜。“现在主要卖水蜜桃，成熟一批就卖一批，不愁销，几乎每天都有客人来桃... 详细信息

“你看，这一枝上的桃子多喜人，有七八个，起码能卖10块钱。”仲夏时节，谷城县石花镇巩家湾村千亩桃园绿意正浓，黄里透红的鲜桃挂满枝头，果农卢雪刚甚是欣喜。“现在主要卖水蜜桃，成熟一批就卖一批，不愁销，几乎每天都有客人来桃园里采摘。”卢雪刚说，现摘的桃子一斤5......

关键词：谷城县桃产业促发展

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大招商引来源头活水 006

大招商引来源头活水

襄阳日报

作者：童光辉程备毛江伟钟婉萍

一项项政策措施密集落地，一次次招商活动扎实推进，一个个项目建设如火如荼……招商引资，是项目建设的源头活水，也是推动县域经济高质量发展的重要支撑。今年以来，谷城县以“项目建设年”为抓手，扎实开展包括招商引资在内的“九... 详细信息

一项项政策措施密集落地，一次次招商活动扎实推进，一个个项目建设如火如荼……招商引资，是项目建设的源头活水，也是推动县域经济高质量发展的重要支撑。今年以来，谷城县以“项目建设年”为抓手，扎实开展包括招商引资在内的“九大会战”，全力实现首季开门红。据招商?

关键词：引进投资