轮胎病疵的X光图像自动分类方法研究

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无损探伤技术在工业生产中有着广泛的应用,其中通过X光成像再结合人工检查的方式最为普遍,轮胎生产就是一个典型的案例。随着市场的庞大需求和汽车工业的高速发展,全世界每年的轮胎产量都在大幅攀升,所以进行无损探伤的人力成本非常高昂。  轮胎X光图像可以无损对其内部结构进行展示,因而是对轮胎进行质量检验的主要依据。实际应用中,轮胎X光图像保留有轮胎不同类型病疵的特征,专业的质量检验员会据此进行病疵类型及正常情况的分类。本文的主要内容是建立图像分类模型,代替人工完成质量检验。  首先本文对数据集中的图像进行预处理,减少噪声的影响并增强病疵轮廓。然后本文提出一种称为轮胎X光图像分类(XrIC)的基于卷积神经网络的图像分类模型,能够以整张图片作为输入,输出分类结果。接着本文提出一种基于XrIC网络的图像分割算法,将整张图片分为左胎侧、右胎侧和胎面三部分,再将各部分切分为小图,基于小图进行训练得到小图的分类模型,通过结果合并完成识别。这种算法相比XrIC网络算法效果有一定的提升。  在对上述图像分类算法进行研究与实现后,本文再通过目标检测算法对轮胎X光图像进行分类。首先采用Faster R-CNN对图像中的病疵进行识别和定位,经过简单的结果合并取得了不错的效果。但是进行结果分析后发现,图像中底纹对病疵的识别有比较大的影响,因此本文又提出一种底纹去除算法,对数据集图像进行处理,然后基于Faster R-CNN进行目标检测,最后给出一种结果合并的规则。最终这种基于Faster R-CNN的图像分类算法达到了比较好的效果,尤其在底纹影响较大病疵类别上综合评价指标有显著提高。
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