基于特征优化的冷凝铜管表面缺陷分割

来源：电子测量技术杂志2024年第14期北京时间：

作者：张雨涵，陈春梅，邓豪，刘桂华

单位：1.西南科技大学信息工程学院 绵阳 621000; 2.特殊环境机器人技术四川省重点实验室 绵阳 621000; 3.绵阳师范学院信息工程学院 绵阳 621000; 4.四川华越汇智科技有限责任公司 绵阳 621000

摘要：针对冷凝铜管表面缺陷特征表达能力弱、相似缺陷之间特征混淆导致的缺陷分割精度不足的问题，提出了一种基于特征优化的冷凝铜管表面缺陷分割方法。首先，针对冷凝铜管表面缺陷显著度不足的问题，提出了一种基于缺陷区域关注度增强策略的关注度优化模块，在抑制背景特征表达的基础上提升缺陷的特征表达能力。其次，通过采用不同膨胀率的空洞卷积，并结合特征图优化技术，以实现像素跨领域语义捕获，并解决相似缺陷之间特征混淆的问题。最后，建立基于特征对齐的多尺度特征增强融合方法，提升模型对不同尺度缺陷的检测能力。在真实产线环境中拍摄的冷凝铜管图像上进行多组对比实验，结果表明，提出的研究方法在解决上述问题时取得了精度与参数量的平衡，实现了较好的分割效果。该算法平均交并比达到80.53%、Dice系数达到88.94%、而模型大小仅为25 MB。

关键词：冷凝铜管;表面缺陷;特征混淆;缺陷分割;特征优化

基金资助：校博士基金（20zx7123）、中央军委装备发展部项目（23ZG8102）资助