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A multi-cognitive PCB defect detection model integrating Mamba
DOI:10.1038/s41598-026-49734-2.png)
摘要
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印刷电路板(PCBs)由于复杂的纹理、微小缺陷目标和类间细微相似性,给缺陷检测带来了显著挑战。传统检测方法鲁棒性有限,而许多基于深度学习的检测器在微小目标特征提取不足、特征利用率低和模型复杂度高方面存在困难。为解决这些局限性,本研究引入了PCB-MMF,一种集成Mamba状态空间模型的多认知混合框架。提出的MM-NET骨干网络结合了基于CNN的局部特征提取和基于Mamba的全局建模,并通过三阶段多感受野模块(TSMR)增强全局和多尺度特征融合同时缓解冗余。多认知视觉增强模块(MC-VAM)通过残差连接强化关键区域注意力并保留浅层特征,而轻量级共享组检测头(LGSD)通过参数共享降低计算成本而不牺牲精度。在HRIPCB、DeepPCB和DsPCBSD+数据集上的实验结果表明,PCB-MMF分别实现了93.43%、98.68%和85.39%的mAP50得分。此外,在NEU-DET数据集上的泛化实验达到76.69%的mAP50,证实了PCB-MMF在不同工业场景下的稳健性能。与YOLO11模型相比,PCB-MMF将参数数量减少8.9%(从2.58M降至2.35M),计算负载(FLOPs)降低12.70%;相较于Mamba-YOLO模型,参数数量减少58.48%,计算负载降低55.28%。这些发现证实PCB-MMF在精度与效率间取得了良好平衡,为工业应用中的轻量化、高精度PCB缺陷检测提供了有前景的解决方案。
Keyword:
PCB defect detection
Mamba state space model
multi-cognitive framework
lightweight detection
feature fusion
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