基于多尺度的Faster R-CNN算法的PCB板缺陷识别

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhm136
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代化信息技术的发展,微电子产业发展迅猛,印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是构成电子元器件的基本组分部件,广泛应用于通信、军事航空、工业控制等各个领域。然而,随着PCB朝着高精度、微型化、高性能的方向发展,极大地增加了 PCB质量检验的困难,由于传统人工检验方法具有效率低、易于产生漏检和误检等弊端,传统的人工检验方法已无法适应检测要求。针对上述问题,本文提出了多尺度的Faster R-CNN算法,通过对Faster R-CNN算法进行改进,有效识别PCB裸板存在的缺陷。Faster R-CNN目标检测算法相比于其他常用的目标检测算法,具备测量精度更高、检测速度更快的优势。然而PCB板缺陷具有小目标,多种类的特点,仅采用单尺度进行预测无法满足精确检测的要求,因此,本文从多尺度特征融合和多尺度池化两个角度进行改进,以提升算法的精确度和准确性。通过引入FPN,用ResNet-101代替VGG16作为特征提取网络,将ROI Pooling替换为ROI Align进行多尺度池化的方法提升模型的检测准确率以及检测的效率。具体改进如下:(1)用ResNet-101替代VGG16网络。随着网络层数的进一步增加,可能存在梯度逐渐消失的问题。为了避免梯度消失,将多尺度更好的融入算法中,引入了 ResNet-101的残差网络结构,在加深网络层数的同时,能够为后文多尺度特征融合应用到Faster R-CNN算法模型做铺垫。(2)多尺度特征融合。将FPN网络思想运用在Faster R-CNN算法中。将ResNet-101作为FPN的主干网络,使更深层的高语义信息特征图与浅层目标定位更精确的特征图进行融合,有效地解决图像中识别目标占比小且密集的问题,达到单尺度目标检测网络到多尺度目标检测网络的转变。(3)多尺度池化。在FPN的架构中,ROIPooling需要依据候选区域的尺寸将其映射到特定的特征层上,然后池化到相同的大小。ROI Pooling的这种特征提取方式只包含特定特征层的信息,却忽略了其他层所包含的特征信息,造成极大信息损失。因此本文针对这种问题,提出多尺度特征池化的方式,将对应的候选区映射到FPN所有的特征层中,最后进行ROIAlign然后再融合,极大的丰富候选区域特征。从多尺度特征融合以及多尺度特征池化两个角度完成对Faster R-CNN算法的改进,实验表明,模型的平均精度均值(mAP)达到了 86%,相比改进之前提高了约8%,够对PCB裸板存在的余铜、鼠咬、短路、断路、毛刺、空洞缺陷进行高精度的检测、定位和识别,有效提升的算法的性能,解决了 PCB板缺陷多种类、多特征的识别问题。
其他文献
西红柿炖牛腩菜肴味道浓郁、荤素搭配、营养均衡深受人们喜爱。但传统的西红柿炖牛腩菜肴的制作要经过原料制备、牛肉焯水、炒制、炖煮等步骤,工艺繁琐,严重破坏产品品质,不适合工业化生产。目前西红柿炖牛腩菜肴的相关研究较缺乏,对于冷冻保存的西红柿炖牛腩产品在炖煮和冻藏过程中品质的变化以及其在复热过程中品质、风味的研究较少。本文主要以西红柿炖牛腩菜肴为研究对象,将其开发成一种适合工业化生产且冷冻保存的菜肴,并
学位
细菌芽孢广泛地分布于土壤、空气、水、草及食品中。芽孢对高温、高静压、干燥及辐射等极端条件都具有极强的抗逆性,在有利条件下可以萌发和生长,从而引起食物的腐败甚至导致人类疾病。因此研究灭活这类孢子的方法对食品保藏来说是十分重要的。本文探究了在热力场中添加不同化学物质对枯草杆菌芽孢杀灭效果的影响,为该灭菌方式在食品杀菌中的应用提供了一定的理论基础。本文主要研究结果及内容如下:(1)本文使用不同质量浓度化
学位
手抓羊肉是中国西北地区极具特色的传统煮制类肉制品,目前市售的手抓羊肉产品多以热杀菌技术或添加食品防腐剂来延长货架期,但热杀菌导致的肉制品不良品质变化和外源添加引起的消费者担忧仍然严重阻碍着滩羊肉制品加工产业的发展。冷冻是长时间保存食品时保持食品质量的重要技术,共晶点温度位于物料最大冰晶生成带之后,是产品在冻结后达到的一种相对稳定的状态。本文以共晶点作为冻结终温,研究了-18℃、-40℃、-80℃三
学位
我国铁路发展至今已成为国民命脉,是交通出行必不可少的方式,而铁路因长年热胀冷缩以及自然灾害等原因会造成形变,因此铁路形变检测成为铁路巡检的重要部分。本课题是基于深度学习的铁路轨道形变检测研究,设计并完成了 一种基于改进YOLOv4模型的铁轨形变检测系统,改进了传统的YOLOv4模型的检测过程,避免了主干特征提取网络的复杂性,在保证检测精度的前提下,提高了整个YOLOv4模型的速度。本文主要内容包括
学位
运用2018年的中国家庭追踪调查微观数据考察了家庭负债对居民幸福感影响的门限效应,并以抑郁程度作为幸福感的补充变量以保证结果的可靠性,结果表明,家庭资产负债率对居民幸福感的影响存在两个门限值:第一个门限值接近于0,负债从无到有的变化,会使居民幸福感增强;负债继续增加,达到第二个门限值,则会出现过度负债导致居民幸福感降低的结果。使用抑郁程度作为补充,验证了上述结论的稳健性。异质性分析发现,这种门限效
期刊
近年来,中国经济在世界范围内的影响力逐渐增大,为了进一步扩大市场,中国即将开放本国金融市场。这一举动也受到外界广泛关注,而中国经济学家的相关演讲是他们了解中国金融的窗口,因此翻译从业者要紧跟这一趋势,向世界各国展现中国经济发展情况。译者以陈平教授在观视频年终秀的演讲“知彼知己,胸怀天下”为源材料,进行交替传译,该演讲详细阐明了中国开放金融市场后的机遇和挑战,并告诉大家如何应对这些挑战。本报告记录了
学位
改革开放以来,中国在世界经济、政治和社会各方面的影响力越来越大。然而,中国要在国际上有话语权,扩大其文化影响力则还有很长的路要走。提高中国文化软实力,使中国文化“走出去”已成为一项紧迫任务。为此,中国国家主席习近平提出要“讲好中国故事”。作为对外传播的重要载体和形式,翻译需要跟这一上新趋势,满足新需求。《这就是中国》是一档创新节目,其采用“演讲+真人秀”模式,讲述中国故事。主讲人张维为教授就中国的
学位
信息技术的快速发展使得无线通信业务的需求量不断增大,而每种无线通讯技术均需要一定的频谱资源作为支持,这使得频谱资源匮乏的问题更加严峻。为了解决该问题,认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术应运而生。它由于具有自主的学习能力,同时也可以主动观察空间内频谱资源的情况,因此在无线通信领域里具有巨大潜力和广大应用场景。本文对认知无线电中的关键技术——频谱感知进行了两方面的研究。一方面是针对
学位
在能源需求和环境保护的双重压力下,微网技术应运而生。由于可再生能源出力具有较强的不确定性,使得微网调度面临源荷双侧不确定性的风险。目前基于预测值的传统确定性优化方案尽管在模型建立与求解算法上具有一定的优势,但其预测精度仍然无法满足微网对可再生能源的调度要求。如何在源荷双重不确定下,既能保证调度方案最优,又能提高可再生能源消纳能力,是微网优化调度的关键所在。鲁棒优化(Robustoptimizati
学位
经济新常态下,利率呈市场化发展的趋势,金融机构同业的竞争激烈,客户在银行业务发展过程中起到了主导作用。银行扩张的初级阶段的发展模式已不能适应当下发展。银行发展的重要资源在于获取客户,谁能获取到客户资源,谁就抓住了发展的核心方向。为了实现银行转型提升跨越式发展,构建银行自己的客户关系管理体系成为各家银行亟需解决的卡脖子问题。农村商业银行作为银行金融体系的重要组成部分,需要更加重视建立客户关系管理体系
学位