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Multisource data-driven intelligent method for detecting surface defects in cold-rolled copper strips
DOI:10.1016/j.engappai.2025.110730.png)
摘要
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表面缺陷在确定冷轧铜带质量方面至关重要。尽管基于深度学习的检测技术已广泛应用,但它们高度依赖大量标注数据,而实际生产中,样本采集和标注存在实际瓶颈。为解决这些挑战,提出了一种多源数据驱动的轻量级带材表面缺陷检测方法(Ms-LSSD)。首先,整理了一个包含九种缺陷类型的数据库,命名为冷轧铜带缺陷数据集(CRCS9-DET)。然后,基于去噪扩散概率模型(DDPM)的架构提高了数据集多样性,并缓解了样本数量和类别不平衡问题。接着,基于实时检测Transformer(RT-DETR)设计了一种轻量级实时目标检测器,以实现冷轧铜带表面缺陷的精确检测。通过引入通道注意力机制,提出了一种新型卷积算子——自适应部分卷积(APConv),以增强不同任务下的表征能力。并建立了高效自适应残差网络(EARNet)作为实现轻量级模型的基础。最后,在CRCS9-DET数据集和公开数据集(NEU-DET)上进行了实验。Ms-LSSD在CRCS9-DET数据集上达到90.3%的均值平均精度(mAP50),在NEU-DET上达到78.7%的mAP50,检测速度为52.2帧每秒(FPS),在检测性能和推理速度之间取得了平衡。与当前最优算法相比,Ms-LSSD展现出更全面的表现潜力,适用于工业应用。
Keyword:
Surface defect
Cold-rolled copper strips
Denoising diffusion probabilistic model
Real-time detection transformer
Model lightweight
Attention mechanism
期刊
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8
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