基于 YOLOv8-NFMC 的带钢表面缺陷检测算法
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TP391.41

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国家自然科学基金 (62003001) 项目资助


Surface defect detection algorithm for strip steel basedon YOLOv8-NFMC
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    摘要:

    针对 YOLOv8算法在应用于带钢表面缺陷检测时存在漏检和错检等问题 ,提出了一种改进 YOLOv8 算 法 。针 对 数 据集中的小目标的标签 ,在 原 损 失 CIOU 的 基 础 上 面 加 入 标 准 化 高 斯 瓦 瑟 斯 坦 距 离(normalized Gaussian Wasserstein dis- tance,NWD) ,提升模型对小目标缺 陷 的 检 测 能 力 ; 采 用 聚 焦 调 制 (focal modulation) 替 换 YOLOv8模 型 的 空 间 池 化 金 字 塔 (spatialpyramid pooling-fast,SPPF) ,在轻量化的同时 ,提高多尺度特征的表达能力 ;采用移动翻转瓶颈卷积(mobile inverted bottleneck conv,MBConv) 替换 C2f中的 Conv构建新模块 C2f-MB, 同时使用 C2f-MB替换原有的 C2f模块 ,增强特征表达能 力和多尺度特征融合能力 ;在主干部 分 加 入 卷 积 块 注 意 力 机 制 (convolutional block attention module, CBAM) 来 抑 制 背 景 干 扰 ,能更好捕获全局信息 ,提升了主干部分的特 征 提 取 能 力 。 实 验 结 果 表 明 , 改 进 后 的 YOLOv8 算 法 在 计 算 量 下 降 的 同 时 , mAP@0.5 提高了 3% ,对漏检和错检等问题有明显改善 。

    Abstract:

    Aiming atthe problems ofleakage and wrong detection when the YOLOv8 algorithm is applied to the surface defectdetection of strip steel, an improved YOLOv8 algorithm is proposed. For the labels of small targets in the dataset, normalized Gaussian Wasserstein distance(NWD) is added on top ofthe originallossyCIOU, which improves the model's ability to detectdefects ofsmalltargets. FocalModulation is used to replace the spatial pooling pyramid of the YOLOv8 model, which improvesthe expression abilityofmulti-scalefeatureswhile lightweighting. Mobile inverted bottleneck Conv(MBConv) is used to replacethe Conv inC2fto constructa new module C2f-MB, and atthe sametime replace the original C2f-MB with C2f-MB. MB to replace the original C2f module with C2f-MB, which enhances the feature expression ability and multi-scale feature fusion ability. the convolutional block attention module (CBAM) is added in the backbonepartto suppressthe background interference, which can bettercapturethe globalinformation and improve the feature extraction ability of the backbone part. Experiment results show that the improved YOLOv8 algorithm improves mAP@ 0.5 by 3% while decreasing the computation amount, which significantly improves the problems ofmissed detection and wrong detection.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

朱成杰,刘乐乐,朱洪波.基于 YOLOv8-NFMC 的带钢表面缺陷检测算法[J].国外电子测量技术,2024,43(7):97-104

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  • 在线发布日期: 2024-08-07
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