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局部二值模式方法研究与展望

自动化学报 2013年第6期39卷 730-744页

作者：宋克臣颜云辉陈文辉张旭东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对当前局部二值模式(Local binary pattern,LBP)方法表现出的理论和实际应用价值,系统综述了在纹理分析和分类、人脸分析和识别以及其他检测与应用中的各种LBP方法.首先,简要概述了LBP方法的原理,主要分析了LBP方法中的阈值操作并介... 详细信息

针对当前局部二值模式(Local binary pattern,LBP)方法表现出的理论和实际应用价值,系统综述了在纹理分析和分类、人脸分析和识别以及其他检测与应用中的各种LBP方法.首先,简要概述了LBP方法的原理,主要分析了LBP方法中的阈值操作并介绍了统一模式和旋转不变性模式.其次,分别对纹理分析和分类中的LBP方法、人脸分析和识别中的LBP方法以及其他检测与应用中的LBP方法等三个方面进行了详细的梳理和评述.最后,分析了LBP方法在应用中依旧存在的重要问题并指出了未来的研究方向.

关键词：局部二值模式特征提取纹理分析人脸分析目标检测

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基于像素自适应邻域的纹理合成方法

东北大学学报（自然科学版） 2014年第9期35卷 1257-1261页

作者：王展颜云辉宋克臣东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对传统像素点的纹理合成方法普遍存在对纹理样本适用范围比较窄的问题,提出了一种可以自动确定最佳匹配像素邻域大小的纹理合成方法.首先,利用方块编码原理提取样本纹理元,通过纹理元来确定最佳匹配像素邻域;然后,在像素匹配阶段,对... 详细信息

针对传统像素点的纹理合成方法普遍存在对纹理样本适用范围比较窄的问题,提出了一种可以自动确定最佳匹配像素邻域大小的纹理合成方法.首先,利用方块编码原理提取样本纹理元,通过纹理元来确定最佳匹配像素邻域;然后,在像素匹配阶段,对像素匹配准则进行改进.通过比较样本像素和目标像素邻域的均值和方差来确定邻域的相似度,最终选择最优的合成像素.对比实验表明,该方法不仅有良好的合成效果,而且具有较广的适用范围,可以作为一种通用性的纹理合成方法.

关键词：纹理合成纹理元方块编码邻域匹配像素邻域

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带钢表面缺陷图像中目标区域的分割研究

带钢表面缺陷图像中目标区域的分割研究

作者：宋克臣东北大学

学位级别：硕士

带钢表面缺陷的分割是带钢表面缺陷检测中至关重要的环节,缺陷分割的高效、准确与否将直接影响后续的分类和识别,以及整个检测系统的性能。由于带钢表面缺陷种类繁多,背景受光照不均,纹理不规则等因素的影响,很难找到一种有效且通用的... 详细信息

带钢表面缺陷的分割是带钢表面缺陷检测中至关重要的环节,缺陷分割的高效、准确与否将直接影响后续的分类和识别,以及整个检测系统的性能。由于带钢表面缺陷种类繁多,背景受光照不均,纹理不规则等因素的影响,很难找到一种有效且通用的带钢表面缺陷分割方法。因此本文对带钢表面缺陷图像的分割方法进行了深入的研究,并提出了基于凸优化活动轮廓模型的带钢表面缺陷分割方法。本论文的主要研究内容及成果如下：（1）通过概述带钢表面缺陷在线检测系统的基本要求,给出了一种带钢表面缺陷在线检测系统基本流程,将检测系统分为两大部分：“实时处理”和“准时处理”。在保证较低的漏检率和误检率的同时,又能满足检测系统实时性的要求,本文采用简单的快速检测方法和准确的目标区域分割方法相结合的思路,以满足检测系统的实时性要求,同时又保证较低的漏检率和误检率。即使用简单的图像灰度投影的快速检测方法可以满足检测系统的实时性要求,同时,使用较为准确的基于活动轮廓模型的目标区域分割方法,用以保证较低的漏检率和误检率。（2）针对Chan-V模型和LBF模型存在的对初始轮廓位置敏感、运行速度较慢等问题给出了一个有效的改进方案,提出了基于凸优化的活动轮廓模型（Convex Active Contour Model）。该模型利用凸优化技术将一个非凸问题转变为了凸优化问题,并采用Split Bregman方法对问题进行快速求解,从而解决了Chan-V模型和LBF模型对初始轮廓位置敏感的问题,同时该模型还利用了图像局部信息,在灰度不均匀的带钢表面缺陷图像分割时取得了良好的效果。由于使用了Split Bregman求解方法,在运行速度上较其他模型有较大提高,可以满足带钢表面缺陷目标区域分割的速度要求,为后续的特征提取与选择,以及分类识别争取了更多的时间。（3）对带钢表面缺陷图像中多目标区域的分割进行研究,采用Vese-C模型的分割方法对多相缺陷图像的多目标区域进行分割,而对于两相缺陷图像的多目标区域分割问题,采用本文提出的基于凸优化的活动轮廓模型（CACM）进行分割。并使用CACM模型对夹杂、划伤、麻点和抬头纹等四大类常见的两相缺陷图像的多目标区域进行分割实验,结果表明缺陷图像中的多目标区域都被准确地分割了出来,且可以满足带钢表面缺陷目标区域分割的速度要求。

关键词：带钢表面缺陷图像分割水平集方法 LBF模型

引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型

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机械工程学报 2012年第20期48卷 1-7页

作者：宋克臣颜云辉彭怡书董德威东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为解决Chan-Vese模型和局部二元拟合(Local binary fitting,LBF)模型在带钢缺陷图像分割时存在的对初始轮廓位置敏感、运行速度较慢等问题,提出引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型(Local information convex activeconto... 详细信息

为解决Chan-Vese模型和局部二元拟合(Local binary fitting,LBF)模型在带钢缺陷图像分割时存在的对初始轮廓位置敏感、运行速度较慢等问题,提出引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型(Local information convex activecontour,LICAC)。该模型利用凸优化技术将一个非凸的分割模型转变为凸优化问题,并采用Split Bregman方法对问题进行快速求解,从而解决Chan-Vese模型和LBF模型对初始轮廓位置敏感等问题。通过引入图像局部信息,该模型可以有效分割灰度不均匀的带钢表面缺陷图像。使用该模型分别对焊缝、黄斑、孔洞和划伤等4大类单个带钢缺陷目标区域的图像进行分割试验,分割效果和运行时间都明显优于其余两种模型。同时,该模型也可用于含多个缺陷目标区域的图像分割,并通过对划伤、夹杂、麻点和抬头纹等4大类常见的多个缺陷目标区域的图像进行分割试验,验证了该模型的有效性。

关键词：带钢表面缺陷图像分割 Chan-Vese模型局部二元拟合模型

融合多层级特征的弱监督钢板表面缺陷检测算法

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东北大学学报（自然科学版） 2021年第5期42卷 687-692页

作者：何彧宋克臣张德富颜云辉东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

由于缺少实例级标签,使得深度神经网络在工业表面检测领域的应用受到了限制.为解决这一问题,本文面向实际的热轧钢板表面缺陷检测任务,提出基于弱监督学习的缺陷检测网络,该网络引入类激活映射模型,使用容易获取的图像级标签进行模型训... 详细信息

由于缺少实例级标签,使得深度神经网络在工业表面检测领域的应用受到了限制.为解决这一问题,本文面向实际的热轧钢板表面缺陷检测任务,提出基于弱监督学习的缺陷检测网络,该网络引入类激活映射模型,使用容易获取的图像级标签进行模型训练,进行钢板表面的缺陷检测.为了进一步提升检测精度和克服类激活映射模型原有的缺点,本文采用性能更优的残差网络作为主干网络进行特征提取,并提出了多层级特征融合网络进行类激活图的生成,来获取更多的细节信息和更准确的目标激活区域.通过在公开缺陷数据集NEU-CLS上进行实验,结果表明本文提出的方法能够在标签不完备的情况下进行缺陷检测任务,并取得0.68%分类错误率和17.75%定位错误率,胜过其他同类的方法.

关键词：热轧钢板表面缺陷检测弱监督学习多层级特征融合类激活映射

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带钢缺陷图像局域方差相异度的融合规则研究

东北大学学报（自然科学版） 2011年第1期32卷 121-124页

作者：颜云辉宋克臣彭怡书李骏东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

当前应用在带钢表面缺陷图像的基于单个系数点的融合规则和基于区域系数特征的融合规则存在片面性、容易使融合图像失真等问题.针对以上问题,给出了一种新的融合规则.该融合规则在对小波分解后的高频子带进行融合时,充分考虑待融合图像... 详细信息

当前应用在带钢表面缺陷图像的基于单个系数点的融合规则和基于区域系数特征的融合规则存在片面性、容易使融合图像失真等问题.针对以上问题,给出了一种新的融合规则.该融合规则在对小波分解后的高频子带进行融合时,充分考虑待融合图像的局域方差的相异度,并利用阈值来选择合适的融合规则.实验结果表明,该方法可以更好地保留图像的细节特征,且在冷轧带钢表面缺陷图像融合中有较好的适用性,具有一定的工程应用价值.

关键词：表面缺陷图像融合融合规则小波变换相异度

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带钢质量属性识别理论评价模型及应用

中国机械工程 2012年第15期23卷 1844-1847,1854页

作者：董德威颜云辉宋克臣彭怡书东北大学沈阳110819

针对带钢质量评价属性多、指标多的特点,提出了带钢质量综合评价的属性识别模型。依据属性识别理论中有关属性集、属性测度、有序分割类等基本概念,建立了质量等级属性集并计算出带钢质量影响因素的单属性测度和综合属性测度。以置信度... 详细信息

针对带钢质量评价属性多、指标多的特点,提出了带钢质量综合评价的属性识别模型。依据属性识别理论中有关属性集、属性测度、有序分割类等基本概念,建立了质量等级属性集并计算出带钢质量影响因素的单属性测度和综合属性测度。以置信度准则和评分准则为判别准则,根据置信度准则进行带钢质量的等级评定。同一等级的带钢质量差别由评分准则来区分。实例表明,该模型计算简便,易于计算且具有一定的推广性。

关键词：带钢质量综合评价属性识别理论

基于一维卷积的生产线冷态重轨表面缺陷快速检测

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东北大学学报（自然科学版） 2021年第2期42卷 276-281页

作者：张德富宋克臣牛孟辉颜云辉东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

采用直观、高效的基于机器视觉的检测方式对生产线冷态重轨表面缺陷进行自动化检测.以彩色双目线阵相机作为采集传感器获取深度信息和RGB信息.深度信息用于缺陷快速检测,RGB信息及深度信息用于缺陷分割.然后,提出一个基于一维卷积网络... 详细信息

采用直观、高效的基于机器视觉的检测方式对生产线冷态重轨表面缺陷进行自动化检测.以彩色双目线阵相机作为采集传感器获取深度信息和RGB信息.深度信息用于缺陷快速检测,RGB信息及深度信息用于缺陷分割.然后,提出一个基于一维卷积网络的深度网络用于缺陷快速检测.该网络主要包括基于一维卷积网络的特征提取器,由全连接层和Dropout层组成的分类器,以及加入尺寸先验的滤波器.为了验证所提出的网络性能,本文搭建了数据采集平台并对重轨样件进行了数据采集.实验结果表明,本文的快速检测网络在采集的数据上缺陷级检测率为100%,误检率为35%,优于对比网络.

关键词：生产线冷态重轨表面缺陷机器视觉深度信息一维卷积网络

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仿人服务机器人发展与研究现状

机器人 2017年第4期39卷 551-564页

作者：颜云辉徐靖陆志国宋克臣柳博航东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

对国内外主要仿人服务机器人研究进展进行回顾,就目前其领域内涉及的本体结构与系统、驱动与控制技术、信息感知与交互等问题的研究现状进行综述,指出仿人服务机器人研究中需进一步解决的问题,并展望其发展趋势.

关键词：仿人服务机器人本体结构与系统驱动与控制技术信息感知与交互