[發明專利]基于Tiny-YOLO v3的焊縫膠片字符識別方法有效
| 申請號: | 202011457524.5 | 申請日: | 2020-12-11 |
| 公開(公告)號: | CN112418208B | 公開(公告)日: | 2022-09-16 |
| 發明(設計)人: | 謝經明;劉默耘;郝靖;馬偉鑫;關皓天;何磊;劉西策;陳幼平 | 申請(專利權)人: | 華中科技大學;上海君睿信息技術有限公司 |
| 主分類號: | G06V30/14 | 分類號: | G06V30/14;G06V30/18;G06V30/19;G06V10/762;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08 |
| 代理公司: | 華中科技大學專利中心 42201 | 代理人: | 孔娜;李智 |
| 地址: | 430074 湖北*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 基于 tiny yolo v3 焊縫 膠片 字符 識別 方法 | ||
1.一種基于Tiny-YOLO v3的焊縫膠片字符識別方法,其特征在于,所述方法包括:
S1,將Tiny-YOLO v3網絡中除上層預設層數外的多層3×3卷積層替換為特征融合提取的GCF模塊;其中,所述GCF模塊由Ghost模塊和CSP特征融合模塊結合而成,具體結合步驟如下:所述CSP特征融合模塊將輸入特征圖在維度上均分為兩部分,其中第一部分不進行任何操作,第二部分輸入Ghost模塊進行特征提取后與所述第一部分進行堆疊;所述第二部分輸入Ghost模塊進行特征提取的步驟為:第二部分特征圖依次輸入卷積層、歸一化層和激活層后獲得中間特征圖,將所述中間特征圖依次進入深度卷積層、歸一化層和激活層后與所述中間特征圖堆疊后輸出;
S2,將所述Tiny-YOLO v3網絡的大尺度和中尺度的預測層替換為小尺度預測層;
S3,根據樣本的尺寸替換所述Tiny-YOLO v3網絡的anchor值,至此完成了所述Tiny-YOLO v3網絡的優化;具體步驟為:步驟S3’,獲取具有焊縫膠片圖像數據集中的每個真實標注框的長度和寬度,并求取其平均值,將該平均值加入到所述焊縫膠片圖像數據集中重新求取平均值,將獲得的平均值加入上一焊縫膠片圖像數據集中再次求解平均值,以此方式不斷向所述焊縫膠片圖像數據集中添加平均值數據,直至求解的平均值與求解的上一平均值誤差小于預設值,則根據最終求解的平均值尺寸獲取anchor值;
S4,對優化后的所述Tiny-YOLO v3網絡進行訓練以更新所述Tiny-YOLO v3網絡的權重值獲得訓練完成的Tiny-YOLO v3網絡;
S5,采用訓練完成的Tiny-YOLO v3網絡對待測試焊縫膠片數據進行識別即可獲得焊縫膠片上的字符。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟S3還包括將所述Tiny-YOLO v3網絡的每個柵格中的anchor的數量設置為1個。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟S1中具體為將Tiny-YOLO v3網絡的除第一層外的多層3×3卷積層替換為特征融合提取的GCF模塊。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,采用k-means++算法并將所述k-means++算法中的聚類中心設置為1個實現所述步驟S3’。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟S4中采用訓練集對所述優化后的所述Tiny-YOLO v3網絡進行訓練,所述訓練集的獲得方法為:
將焊縫膠片圖像進行歸一化處理;
對歸一化處理后的焊縫膠片圖像進行標注,獲得所述焊縫膠片圖像的類別、大小和位置,將所述焊縫膠片圖像及其類別、大小和位置信息存儲為一組數據,則多個焊縫膠片圖像及其標注信息構成數據集,將所述數據集分為訓練集和測試集。
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,若所述焊縫膠片圖像數量少于預設值,則對所述焊縫膠片圖像歸一化后分別對所述焊縫膠片圖像進行亮度調節和對比調節獲得多組焊縫膠片圖像以增加所述焊縫膠片圖像的數量。
7.根據權利要求6所述的方法,其特征在于,在像素值(-30,-10)∪(10,30)范圍內產生隨機數,對焊縫膠片圖像整體像素值增加或減少所述隨機數獲得亮度調節后的焊縫膠片圖像;采用PIL庫中的enhance函數,在(1.2,2.5)區間內產生隨機數作為所述enhance函數的參數進行焊縫膠片圖像的對比度調節。
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