硅钢酸洗-冷连轧系统中表面缺陷识别方法研究

针对硅钢酸洗-冷连轧生产过程中钢带表面缺陷的特点,在提取钢带图像低层属性特征的基础上,采用决策树、SVM、BP神经网络等不同的模式识别方法对钢带表面缺陷进行分类研究,试验过程包含训练集与测试集的收集、特征提取、机器学习与分类、结果分析。该研究以提高硅钢冷轧生产过程的自动化水平为目标,依据试验结果提出缺陷识别的优化方法,并应用于武钢硅钢冷轧生产线,提高了自动化水平。

钢材表面缺陷图像感兴趣区域提取方法

为提高钢材表面缺陷图像检测的效果和噪声引起的伪缺陷过滤能力,基于形态灰度包络的感兴趣区域提取方法被采用。该方法以形态灰度曲线包络为基础,通过回归平滑、曲线基准与偏差计算等步骤实现了对钢材表面图像横向灰度曲线中噪声部分的效过滤以及缺陷部分的保存;并通过感兴趣区域阈值选择与感兴趣区域合并获得了钢材复杂背景环境下的疑似缺陷区域。实验结果表明,形态灰度包络的感兴趣区域提取相比于其他方法更能减少噪声干扰,准确率能达到95%以上,能在不影响检出速度的情况下,凸显缺陷位置。

双阈值热点区域提取的线材表面缺陷检测方法

机器视觉的表面质量检测方法已广泛应用于工业生产,但高速线材由于其外形和工况的特殊性,鲜有应用。研究设计了4维面阵CCD与双色环形光源为图像采集单元,组合对比度边界检测算法、梯度和彩色图像均值阈值热点区域提取和二维最大熵图像分割算法成基于双阈值热点区域提取的线材表面缺陷检测方法。实验结果表明,该方法弥补了单色光源条件下采用单一阈值提取缺陷热点区域的劣势,耗时1.25s可实现多种类二维和三维线材缺陷的准确分割。

基于YOLO-CIRCLE算法的圆形钢卷检测

YOLOV3是计算机视觉领域一种优秀的模型,在目标检测领域有着极为广泛的应用,但在圆形目标检测上有较大的检测冗余。工业生产环境中圆形目标极为常见,为高效准确地确定圆形钢卷目标位置及轮廓,本文针对针对圆形目标检测提出YOLO-CIRCLE模型,使用圆形先验框机制进行回归,并针对圆形目标的IOU计算提出CIRCLE-IOU和更适合圆形目标的损失计算函数CIRCLE-LOSS。并采集2000张工业生产环境中的钢卷图片进行训练。实验结果表明:YOLO-CIRCLE模型能够有效检测出圆形钢卷目标,平均精度为99.92%,平均有效面积超过95%,虽然检测速度低于原YOLOV3模型,但平均有效面积提升了20%,平均有效精度提升了0.08%,降低了空间复杂度;相比霍夫圆检测算法,速度提升56%,并且减少了参数调整的过程。本论文提供的方法可以减少大量圆形目标的识别冗余,并具有较高的鲁棒性,有助于工业产品质量检测自动化系统的建立。

基于监督双限制连接Isomap算法的带钢表面缺陷图像分类方法

根据带钢表面缺陷图像具有复杂纹理结构、包含大量干扰信息、具备高维非线性几何结构等特点,本文提出基于监督双限制连接Isomap方法的带钢表面缺陷图像降维方法 (dls-Isomap).该方法以Isomap降维方法为基础,对其邻域图的连接方式进行K邻域(K-nearest neighbor,KNN)和ε-半径两个方面的限制性连接,并使用数据类别作为监督对类间邻域点进行扩展连接.针对多类Roll-swiss数据实验表明,dls-Isomap降维方法不仅能够在低维空间中完整嵌入所有数据点,而且能保持数据各类内和类间的几何结构,以及解决Isomap算法存在的"短路边"问题;针对带钢表面缺陷图像分类实验表明,基于dls-Isomap的新分类方法适合含水、油渍等干扰较多的带钢表面缺陷的分类任务,其中冷轧带钢5类缺陷识别率可以达78%.含水渍的热轧带钢缺陷识别率可以达到93%,其中水渍干扰图像的识别率达到97.6%.

属性值加权的一依赖估测器模型分类算法研究

分类问题是数据挖掘和机器学习领域研究的重点问题,贝叶斯网络模型因其简单高效的特点而广泛应用于分类问题。一依赖估测器(ODE)模型作为半监督学习贝叶斯网络模型中的经典模型,受到研究人员的广泛关注。现有的ODE模型分类器在进行分类判别时,未考虑不同的属性节点作为根节点时对分类过程的贡献不同,为此,将ODE模型分类器与属性值加权方法相结合并提出MI-ODE算法。采用相互信息(MI)度量属性根节点的属性值与类变量之间的依赖关系并作为ODE模型的权值,对ODE分类器模型进行属性值加权平均。将MI-ODE算法应用于现实分类问题的36个标准数据集,结果表明,相比于NB算法、AODE算法与TAN算法,该算法的分类性能更优。

质谱成像中的计算策略综述

质谱成像(MSI)已广泛应用于蛋白质组学、代谢组学、脂质组学和糖组学,以及与组织医学诊断和临床应用相关的生物医学研究领域。质谱成像能提供生物组织样本中空间分子组成的信息。由于MSI数据量异常庞大,人工数据解析和可视化分析的低效率、低精度已成为了研究中的瓶颈。因此,近年来在MSI的相关研究中出现了各种计算算法协助数据解析。本文综述了MSI最常用的计算策略及其在生物医学研究中的应用,涵盖了MSI数据预处理、降维、聚类、分类等数据分析方法和MSI软件工具包的最新研究成果。

水利堤坝工程闸泵区段蚁害隐患模型研究

水利堤坝水闸和泵站是防汛抢险的重要防守对象,闸泵与坝体衔接的一段范围内容易产生渗漏。白蚁是诱发渗漏的主要因素,本文通过建立堤坝白蚁巢群系统模型和闸泵区的蚁巢群系统及隐患模型,来明确闸泵区白蚁隐患具有近涵闸、多点渗漏、远距离渗漏、渠道渗漏的特性。闸泵区段诱捕和锥探灌浆工程实验均验证了堤坝闸泵区段隐患模型具有合理性,是一种指导防汛抢险的有效模型。

带钢边界跟随装置的设计与应用

武钢某厂引进的SmartView Metals薄板检测系统,在现场使用时,当钢带反射光的能力与辊面表面反射光强度相接近时,出现边界图像不清楚,容易出现带钢边界误判现象,影响缺陷识别效果。设计1套带钢边界跟随装置,消除带钢边界误判,提高带钢表面缺陷识别率。该装置在生产线投入使用后,取得较好的应用效果。