基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法

作     者：朱琦 周德强 盛卫锋 左文娟 朱家豪 ZHU Qi;ZHOU Deqiang;SHENG Weifeng;ZUO Wenjuan;ZHU Jiahao

作者机构：江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 

基　　金：无锡市科技局资助项目(G20222014) 

出 版 物：《南京农业大学学报》 (Journal of Nanjing Agricultural University)

年 卷 期：2024年第47卷第3期

页      码：592-601页

摘      要：[目的]针对苹果无损检测过程中表面缺陷检测精度低的问题,提出一种基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法。[方法]首先为提高网络对表面缺陷细节特征的提取能力,设计一种基于Dense模块以及SE模块的深浅特征选择模块DSCS(deep and shallow feature selection module),采用DSCS替换Backbone中的C3模块,在保留表面缺陷浅层信息的基础上强化对重要特征的学习,并起到削弱冗余特征的作用;针对Backbone与Neck部分输出信息过多导致的参数耦合问题,利用解耦头原理对Head层部分进行分层预测。其次采用ELU激活函数改进原有解耦头,简化末端结构,使网络训练更加容易。最后针对表面缺陷标注困难的问题,采用Wise-IoU损失函数代替CIoU损失函数,为不同质量的标注提供非线性增益,实现网络的动态聚焦学习。[结果]DSCS-YOLO提高了对小目标的检测能力,在苹果表面缺陷测试集上平均精度均值达到90.9%,相较于YOLOv3-tiny、YOLOv5s、YOLOX-s以及SSD分别提高了4.5%、1.9%、6.3%、16.3%,检测效果最优。同时模型参数量为9.54 M,推理时间仅为2.8 ms,检测速度快,满足实际应用需求。[结论]改进后的DSCS-YOLO提高了YOLOv5s算法的精度,实现了苹果表面缺陷的精准识别。

主 题 词：苹果 表面缺陷 检测 特征融合 动态聚焦 损失函数 YOLOv5s 注意力机制 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 13[艺术学] 08[工学] 081104[081104] 0828[工学-建筑类] 0804[工学-材料学] 082801[082801] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.7685/jnau.202307028

馆 藏 号：203128157...