基于改进 YOLOv8n的带钢表面缺陷检测方法
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TP391.4

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高层次创新人才培养专项(B12402005) 、四川轻化工大学人才引进项 目 (2021RC16) 、教育部高等教育司产学合作 协同育人项目(202101038016) 资助


Surface defect detection method of strip steel based onimproved YOLOv8n
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    摘要:

    针对带钢表面缺陷种类多样 、特征不明显 ,导致漏检和错检等问题 ,提出一种改进 YOLOv8n的带钢表面缺 陷 检 测 方 法 。首先 ,为适应较小尺寸目标 ,增加 P2检测层来识别各类缺陷 ,减少漏检率 , 以及设计一种高效的 PConv检测头 ,维持推理 速度 ;其次 ,采取将 YOLOv8n颈部中的 C2f模块和可变形卷积 DCNv2融合的方式 ,增强模型特征提 取 能 力 ;此 外 ,在 骨 干 网 络输出层引入大动态选择性 模 块 LSKNet,来 扩 大 模 型 的 感 受 野 并 提 高 目 标 检 测 的 准 确 性 ; 最 后 , 选 择 SIoU 损 失 函 数 替 换 CIoU损失函数 ,增强网络收敛效果 ,从而提高识别精度 。改进后 YOLOv8n方法在 CSU_STEEL数据集上测试 ,实验结果表 明 ,平均精度均值(mAP) mAP@0.5 比原模型提高 8.6% ,达到 82.3% ,体积只增加 0.5 MB。改进后的方法对带钢表面缺陷 有更好检测结果 ,可为带钢缺陷检测方法的研究提供参考意义 。

    Abstract:

    Aiming attheproblemsofstrip steelsurfacedefectswith varioustypesand inconspicuousfeatures, which lead to leakage and misdetection, an improved YOLOv8n strip steelsurface defectdetection method is proposed. Firstly, to adapt to smaller size targets, a P2 detection layer is added to identify various types of defects and reduce leakage detection, as wellas an efficientPConv detection head isdesigned to maintain the inferencespeed. Secondly, a fusion of the C2fmodule in the neck of YOLOv8n and the deformable convolutional DCNv2 is adopted to enhance the feature extraction capability ofthe model. Furthermore, a large dynamics selective module is introduced in the outputlayer of the backbone network LSKNet, to expand the sensory field of the model and improve the accuracy of targetdetection. Finally, the SIoU loss function is chosen to replace the CIoU loss function to enhance the network convergence effect, thus improvingtherecognition accuracy. Theimproved YOLOv8n method istested ontheCSU_STEEL dataset, and the experimentalresults show thatthe mAP@0.5 is improved by8.6% the originalmodelto 82.3% , and the volumeonly increases by0.5 MB. The improved method has better detection results for strip surface defects, which can provide a reference significance forthe research ofthe defectdetection method ofstrip steel.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

王德伟,刘小芳.基于改进 YOLOv8n的带钢表面缺陷检测方法[J].国外电子测量技术,2024,43(7):158-169

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  • 在线发布日期: 2024-08-07
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