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面向小樣本學(xué)習(xí)的PCB 缺陷智能檢測方法

2025-03-26 00:00:00郝佳妮農(nóng)麗萍劉安平方瑾瑜田方圓
電腦知識與技術(shù) 2025年4期
關(guān)鍵詞:深度學(xué)習(xí)

摘要:目前,深度學(xué)習(xí)模型通常高度依賴大量標(biāo)注數(shù)據(jù)的訓(xùn)練樣本。然而,在實際生產(chǎn)過程中,特別是在工業(yè)缺陷檢測領(lǐng)域,獲取高質(zhì)量標(biāo)注數(shù)據(jù)難度大且成本高。為此,提出了一種基于小樣本學(xué)習(xí)的PCB缺陷智能檢測算法。首先,采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法和基于擴(kuò)散模型的數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法擴(kuò)充樣本,解決樣本數(shù)量過少的問題;其次,基于YOLOv8深度學(xué)習(xí)框架,通過高效的骨干網(wǎng)絡(luò)和檢測頭實現(xiàn)多尺度目標(biāo)檢測;最后,利用PySide6框架開發(fā)了一款智能化的PCB缺陷檢測人機(jī)交互系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明,所提方法在10-shot任務(wù)中展現(xiàn)出優(yōu)異的檢測性能,在真實的PCB缺陷數(shù)據(jù)集上達(dá)到了82.9%的檢測精度。

關(guān)鍵詞:小樣本學(xué)習(xí);PCB缺陷檢測;數(shù)據(jù)增強(qiáng);YOLOv8;深度學(xué)習(xí)

中圖分類號:TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-3044(2025)04-0036-06 開放科學(xué)(資源服務(wù)) 標(biāo)識碼(OSID) :

0 引言

印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB) 是電子器件的基礎(chǔ)部件,其質(zhì)量決定著電子器件的工作效率和穩(wěn)定性。然而,在PCB的制造過程中,由于加工、材料等多種因素,可能會出現(xiàn)諸如裂紋、短路、漏焊等缺陷。因此,及時、準(zhǔn)確地檢測出PCB中的缺陷是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵。

目前,PCB缺陷檢測主要分為傳統(tǒng)人工檢測和深度學(xué)習(xí)檢測兩類方法。傳統(tǒng)的檢測方法以手工目視檢查為主,存在效率低、易受人為干擾等問題。隨著深度學(xué)習(xí)的興起,利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)自動檢測PCB缺陷已成為研究熱點。沈非堯等人[1]將完整的PCB圖像分割成小圖像塊,并改進(jìn)了Faster R-CNN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測。Liao等人[2]提出了YOLOv4-MN3模型,實現(xiàn)了快速高效的PCB缺陷檢測。Lian等人[3]利用掩膜R-CNN 進(jìn)行缺陷檢測,并在全連接CNN中添加了幾何注意引導(dǎo)的掩膜分支,提高了模型的效率。遲盛元等人[4]引入了SEnet,通過自動學(xué)習(xí)各特征信道的重要性,提升了檢測精度。此外,還創(chuàng)新性地將解耦頭思想引入YOLOv5網(wǎng)絡(luò),加速了網(wǎng)絡(luò)的收斂速度。

盡管深度學(xué)習(xí)技術(shù)在PCB缺陷檢測方面展現(xiàn)出了巨大潛力,但在實際工業(yè)應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。其中,工業(yè)缺陷樣本量和標(biāo)注量的稀缺性尤為突出。對大量樣本進(jìn)行標(biāo)注需要消耗大量的人力成本,因此,小樣本學(xué)習(xí)成為當(dāng)前深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究重點。

小樣本學(xué)習(xí)是一種使用少量訓(xùn)練樣本構(gòu)建準(zhǔn)確機(jī)器學(xué)習(xí)模型的技術(shù)。該概念最早由Li等人[5]于2003 年提出,他們開發(fā)了一種基于貝葉斯理論的無監(jiān)督一次性學(xué)習(xí)方法,能夠在僅有少量圖像樣本的情況下學(xué)習(xí)并識別不同的物體類別。由于小樣本學(xué)習(xí)僅需少量數(shù)據(jù)即可訓(xùn)練模型,從而降低了高昂的標(biāo)注成本,節(jié)省了數(shù)據(jù)資源和計算資源,因此基于小樣本的檢測研究受到廣泛關(guān)注。史燕燕等人[6]和李芳琳[7]對小樣本目標(biāo)檢測進(jìn)行了深入分類研究,將其分為4類,并詳細(xì)探討了各類方法在公共數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn),為后續(xù)研究者提供了清晰的框架和參考。楊明欣等人[8]致力于通過數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)對小樣本問題,使用改進(jìn)的Mo?bileNetV2進(jìn)行訓(xùn)練,并通過一系列數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略增加模型的泛化能力。Jang等人[9]提出了一種基于元學(xué)習(xí)的新型遷移學(xué)習(xí)方法,可以自動學(xué)習(xí)從源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的位置信息,并在各種數(shù)據(jù)集和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上驗證了該方法。賈慧等人[10]將遷移學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)增強(qiáng)相結(jié)合,加快了模型的收斂速度,提高了模型的識別率和魯棒性。鄭旭[11]為應(yīng)對小樣本導(dǎo)致的過擬合問題,采用通道注意力機(jī)制和融合注意力機(jī)制提取重要特征信息,并構(gòu)造了新的損失函數(shù)以優(yōu)化訓(xùn)練過程。

綜上所述,小樣本目標(biāo)檢測研究已取得一定成果,但仍存在局限性。目前多數(shù)研究基于公共數(shù)據(jù)集,樣本類別多且數(shù)量相對均衡。然而,在實際應(yīng)用中,如本文研究的PCB 數(shù)據(jù)集,樣本類別單一且數(shù)量稀少,即數(shù)據(jù)集中僅包含某一特定類別的目標(biāo)物體。在這種情況下,模型難以從有限的樣本中學(xué)習(xí)到足夠的特征信息,導(dǎo)致檢測性能下降。

針對上述問題,本文研究了基于小樣本學(xué)習(xí)的PCB缺陷智能檢測技術(shù)。本文的主要貢獻(xiàn)如下:1) 針對小樣本集的問題,利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法和一種基于擴(kuò)散模型(Diffu?sion Model) 的缺陷生成算法擴(kuò)充數(shù)據(jù)集,提高模型的泛化能力,解決因小樣本導(dǎo)致的過擬合問題。2) 基于YOLOv8構(gòu)建一種能夠同時檢測多種PCB缺陷類型的深度學(xué)習(xí)模型,具有較高的檢測精度和較快的檢測速度。3) 設(shè)計一個人機(jī)交互界面,實現(xiàn)檢測結(jié)果的可視化展示。

本研究成果可為電子制造業(yè)提供智能化的質(zhì)量控制解決方案,并為相關(guān)領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用研究提供參考。

1 本文方法

在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域,數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)已成為提升模型性能的重要策略。當(dāng)前,數(shù)據(jù)增強(qiáng)主要分為兩大類別:傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)和基于擴(kuò)散模型的新興數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各種變換來增加數(shù)據(jù)的多樣性;而基于擴(kuò)散模型的新興數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法則利用生成模型從噪聲中生成新的樣本。這兩種方法各具特色,相互結(jié)合能夠產(chǎn)生更為顯著的效果。

1.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)在深度學(xué)習(xí)中至關(guān)重要,通過變換和擴(kuò)充原始數(shù)據(jù)來提高模型的泛化能力、魯棒性和預(yù)測精度。主要方法包括:1) 圖像變換。如翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切等,增加圖像多樣性同時保留語義信息。2) 灰度處理。將彩色圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像,減少顏色信息干擾,專注于紋理和形狀特征。3) 模糊處理。模擬圖像模糊效果,如運動模糊和高斯模糊,提升模型的魯棒性。4) 噪聲添加。添加隨機(jī)噪聲,如高斯噪聲、椒鹽噪聲,模擬實際噪聲干擾。5) 色彩變換。調(diào)整圖像色彩屬性,如亮度、對比度、飽和度,增加模型對光照變化的魯棒性。

本文使用當(dāng)前廣泛應(yīng)用的圖像增強(qiáng)庫Albumen?tations對數(shù)據(jù)集進(jìn)行擴(kuò)充。Albumentations是一個Py?thon庫,提供了豐富多樣的圖像變換操作,用于快速且靈活地進(jìn)行圖像增強(qiáng)。本文利用Albumentations進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切、隨機(jī)調(diào)整圖像的亮度和對比度、對圖像進(jìn)行高斯模糊以及添加高斯噪聲等數(shù)據(jù)增強(qiáng)操作。部分增強(qiáng)后的圖片如圖1所示。

1.2 基于擴(kuò)散模型的假樣本生成數(shù)據(jù)增強(qiáng)

擴(kuò)散模型(Diffusion Model) 是一種用于生成假樣本的數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法,近年來在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域備受關(guān)注。該方法的靈感來源于非平衡熱力學(xué)理論[12],通過定義擴(kuò)散步驟的馬爾可夫鏈,逐步向數(shù)據(jù)中添加隨機(jī)噪聲,然后學(xué)習(xí)逆向擴(kuò)散過程,從噪聲中重構(gòu)出所需的數(shù)據(jù)樣本。其過程如圖2所示。

擴(kuò)散模型包括兩個主要步驟。

1) 前向擴(kuò)散過程。這是一個固定的(或預(yù)設(shè)的) 過程q,逐漸向圖像中添加高斯噪聲,直到最終得到純噪聲。

2) 反向去噪擴(kuò)散過程。通過訓(xùn)練一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),從純噪聲開始逐步去噪,最終生成真實圖像。

前向過程可以視為一個馬爾可夫過程。在馬爾可夫鏈的前向采樣過程中,隨著步數(shù)t 的增大,數(shù)據(jù)逐漸轉(zhuǎn)換為高斯分布。通過逐步累積對輸入數(shù)據(jù)添加高斯噪聲,并結(jié)合馬爾可夫假設(shè),可以得到擴(kuò)散過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式:

式中,βt 是高斯分布方差的超參數(shù)。在擴(kuò)散過程中,隨著t 的增大,xt 逐漸接近純噪聲。當(dāng)t 足夠大時,xt 可以收斂為標(biāo)準(zhǔn)高斯噪聲N (0,1)。逆擴(kuò)散過程是一個去噪推斷過程,從純噪聲逐步去噪生成真實樣本。根據(jù)馬爾可夫規(guī)則,逆擴(kuò)散過程在當(dāng)前時間步t 的狀態(tài)僅取決于上一個時間步t - 1,即:

式中:N 表示高斯分布,μθ 和Σθ 分別表示通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)得到的均值和方差函數(shù)。通過對逆擴(kuò)散過程進(jìn)行建模,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)從噪聲中恢復(fù)真實樣本的能力。

本文利用擴(kuò)散模型對原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行擴(kuò)充,將原有的60張圖片擴(kuò)展至725張,從而顯著提高了模型的泛化能力和魯棒性,進(jìn)一步提升了模型的性能。生成的部分假樣本圖片如圖3所示。

2 基于YOLOv8的PCB 缺陷檢測算法

2.1 YOLOv8網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

YOLOv8 模型如圖4 所示,主要由 Backbone 和Head 兩部分組成,采用特征金字塔(Feature PyramidNetwork,F(xiàn)PN) 結(jié)構(gòu),通過自下而上、自上而下以及跳層連接的方式進(jìn)行多尺度特征融合。各主要模塊簡介如下。

1) CBS。CBS 由基礎(chǔ)卷積(Conv) 、批量歸一化(BatchNorm) 和激活函數(shù)(Swish) 組成,其結(jié)構(gòu)如圖5所示。CBS模塊定義了所有卷積結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的起始結(jié)構(gòu)。同時,它支持不同的激活函數(shù)選項,在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中具有很強(qiáng)的通用性。

2) C2f。C2f模塊是網(wǎng)絡(luò)的特征提取模塊,其具體結(jié)構(gòu)如圖6所示。該模塊的工作流程概述如下:首先,對輸入的特征圖進(jìn)行一次卷積操作,使通道數(shù)增加至原來的兩倍;隨后,特征圖經(jīng)過 n 個 Bottleneck 模塊逐步提取空間特征;然后,將這n 個 Bottleneck 模塊的輸出特征圖進(jìn)行拼接;最后,通過一次卷積操作對拼接后的特征圖進(jìn)行壓縮,使輸出特征圖具有目標(biāo)通道數(shù)。C2f模塊具有特征聚合和模型壓縮的能力,能夠更有效地整合多尺度信息,減少計算量,同時保持甚至增強(qiáng)模型的表達(dá)能力。

3) Bottleneck。Bottleneck模塊的核心作用在于特征提取和增強(qiáng)。該模塊通過兩次卷積操作以及一次殘差連接來處理輸入的特征圖,以確保信息能夠在網(wǎng)絡(luò)層之間有效傳遞,其結(jié)構(gòu)如圖7所示。

4) SPPF(Spatial Pyramid Pooling Fast) 。SPPF是空間金字塔池化的快速實現(xiàn),常用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中處理不同尺寸的輸入數(shù)據(jù)。該模塊的結(jié)構(gòu)如圖8所示。其工作流程如下:首先,對輸入的特征圖執(zhí)行一次卷積操作,使通道數(shù)減半;隨后,特征圖依次通過三個最大池化層,以提取顯著特征;接著,將這三個池化層的輸出與第一個卷積層的輸出進(jìn)行拼接,拼接后的特征圖通道數(shù)增加至原來的兩倍,從而以較小的計算代價提升模型的感受野。

2.2 基于YOLOv8的PCB 缺陷檢測過程

YOLOv8利用深度學(xué)習(xí)技術(shù),通過高效的骨干網(wǎng)絡(luò)和檢測頭實現(xiàn)多尺度目標(biāo)檢測。其工作流程如下:首先,輸入圖像經(jīng)過骨干網(wǎng)絡(luò)處理,提取出三個不同尺度的關(guān)鍵特征圖,并輸出相應(yīng)的邊界框及其置信度,這些信息用于表示潛在目標(biāo)的可能位置及其存在的概率。接著,根據(jù)設(shè)定的置信度閾值,篩選出高置信度的邊界框,并通過非極大值抑制技術(shù)(NMS) 去除重疊的邊界框,確保每個目標(biāo)僅被檢測一次。最終,系統(tǒng)將輸出目標(biāo)的類別、邊界框的具體位置以及置信度,作為檢測的最終結(jié)果。

利用YOLOv8網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練PCB缺陷數(shù)據(jù)集,并對PCB 缺陷進(jìn)行識別和分類,流程如圖9 所示。首先,對PCB缺陷數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作;隨后,利用 labelImg 工具對PCB缺陷特征進(jìn)行標(biāo)注,標(biāo)注完成的圖像被用來構(gòu)建訓(xùn)練和驗證數(shù)據(jù)集,供YOLOv8模型訓(xùn)練使用;最終,通過訓(xùn)練好的YOLOv8模型,實現(xiàn)對PCB缺陷的自動檢測。

3 實驗結(jié)果分析與系統(tǒng)集成

3.1 實驗設(shè)置和環(huán)境

實驗在搭載 Intel(R) Core(TM) i5-10210U CPU、配備 24G 內(nèi)存及 NVIDIA A30 顯卡的 Linux 系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試。實驗采用 PyTorch 1.10.0 作為深度學(xué)習(xí)框架,使用 Python 3.8.5 作為編程語言,并在 PyCharm 環(huán)境中搭建實驗平臺。

在訓(xùn)練過程中,設(shè)定了100個訓(xùn)練周期(Epochs) ,批處理大小(Batch Size) 設(shè)置為64,利用單卡GPU進(jìn)行加速運算。選擇 Adam 作為優(yōu)化器,動量為0.9,初始學(xué)習(xí)率為0.001。為了進(jìn)一步優(yōu)化和加速訓(xùn)練,采用在COCO數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練的YOLOv8s模型參數(shù)作為起始權(quán)重。

3.2 數(shù)據(jù)集來源和特點

本文所使用的數(shù)據(jù)集為某工廠提供的真實數(shù)據(jù)集,其中小樣本訓(xùn)練圖片為60張,測試圖片為 2 309 張,共有6種缺陷類別:empty、pin_tilt、crack、normal、less、leak。圖片統(tǒng)一處理為640像素規(guī)格。

3.3 模型評估指標(biāo)

采用機(jī)器學(xué)習(xí)在目標(biāo)檢測領(lǐng)域常用的衡量指標(biāo):Precision(準(zhǔn)確率) 、Recall(召回率) 和 mAP(mean Aver?age Precision) 作為模型性能評價標(biāo)準(zhǔn)。Precision 的計算公式為:

Preecision = TP/TP + FP (3)

式中:TP 為實際的陽性樣本數(shù)目,F(xiàn)P 是指將負(fù)樣本錯誤標(biāo)注為正樣本的數(shù)目。

Recall(召回率) 的計算公式為:

Recall = TP/TP + FN (4)

式中:FN 表示預(yù)測為負(fù)樣本的正樣本數(shù)。

mAP指標(biāo)綜合考慮了檢測器的準(zhǔn)確率和召回率,能夠更全面地評估模型的性能。其計算公式為:

式中:C 為檢測任務(wù)的總類別數(shù),AP 為平均精度(Average Precision) ,指所有圖片內(nèi)某一類別的Precision-Recall(PR) 曲線下的面積。mAP 的取值范圍在 [0, 1] 之間,值越高表示模型性能越好。

3.4 PCB 缺陷檢測結(jié)果分析與對比

在小樣本數(shù)據(jù)分類任務(wù)中,通常會用到K-shot概念,其中K表示每個類別的樣本數(shù)量。在實驗中,對比分析了原始PCB缺陷圖像數(shù)據(jù)集與經(jīng)過不同數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理后的數(shù)據(jù)集在訓(xùn)練模型性能上的差異。在10-shot任務(wù)上的實驗結(jié)果如表1所示。從表中可以看出,采用不同的數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略均能有效提升模型性能。

相較于擴(kuò)散模型,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)在提升模型性能方面表現(xiàn)更佳。而將二者相結(jié)合,相較于僅使用原始數(shù)據(jù)集訓(xùn)練,模型的mAP提升了9%。這一結(jié)果有力驗證了兩種數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)相結(jié)合在提升模型精度方面的有效性。通過擴(kuò)大數(shù)據(jù)集的規(guī)模并增強(qiáng)其多樣性,有效緩解了過擬合現(xiàn)象。

尤為值得一提的是,模型最終的mAP值達(dá)到了82.9%,這標(biāo)志著在小樣本條件下的 PCB 缺陷檢測任務(wù)中,本文采用的模型展現(xiàn)出卓越的性能。它不僅能夠有效檢測出各種缺陷類型,并且誤檢率較低,這主要歸功于YOLOv8算法的卓越性能和數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)的有效融合。

針對不同數(shù)量的樣本(即2-shot和5-shot) ,本文進(jìn)行了更多的實驗。數(shù)據(jù)增強(qiáng)前后模型的mAP實驗結(jié)果如表 2 所示。從表中可以看出,采用數(shù)據(jù)增強(qiáng)后,無論是2-shot、5-shot還是10-shot,模型的mAP值均取得了明顯的提升。

特別是在2-shot時,數(shù)據(jù)增強(qiáng)使模型的mAP提升了21.8%,這一顯著的提升驗證了本文所提出的兩種數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略結(jié)合在提升模型性能方面的有效性。此外,隨著樣本數(shù)量的增加(從2-shot到10-shot) ,檢測精度也展現(xiàn)出了顯著的提升。

圖10展示了10-shot任務(wù)中模型的訓(xùn)練過程。從圖中可以看出,采用數(shù)據(jù)增強(qiáng)后,模型的訓(xùn)練收斂速度明顯加快,并且mAP值顯著提升。

為了進(jìn)一步驗證YOLOv8網(wǎng)絡(luò)框架的優(yōu)越性,將其與YOLOv5和Faster R-CNN 在PCB缺陷檢測任務(wù)上進(jìn)行了比較。10-shot任務(wù)上的實驗結(jié)果如表3所示。可以看出YOLOv8在精度、召回率和平均精度均值(mAP) 3個關(guān)鍵指標(biāo)方面,均顯示出了卓越的水準(zhǔn)。因此,在小樣本數(shù)據(jù)集上,YOLOv8被證明是一種更為有效的算法選擇。

3.5 PCB 缺陷檢測結(jié)果的可視化

采用 PySide6 框架開發(fā)了一款智能化的 PCB 缺陷檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)檢測主界面如圖 11 所示,主要包括 PCB 缺陷檢測結(jié)果的可視化展示、反饋及存儲功能。該系統(tǒng)能夠自動識別并檢測上傳的 PCB 圖片或視頻中的多種常見缺陷類型,包括 empty、pin_tilt、crack、normal、less、leak 等,并輸出相應(yīng)的類別信息,為自動化 PCB 質(zhì)量檢測提供了堅實的支持。

系統(tǒng)使用流程包括登錄、圖片上傳及智能檢測等環(huán)節(jié)。用戶可通過點擊“模型選擇”按鈕,將訓(xùn)練完成的 YOLOv8 網(wǎng)絡(luò)模型加載至系統(tǒng)。隨后,點擊“本地文件”上傳需要檢測的 PCB 圖像,再點擊界面下方的小三角形按鈕開始檢測。檢測結(jié)果會即時展示在界面上,內(nèi)容涵蓋總類別數(shù)、類別標(biāo)簽和置信度等信息。圖12 顯示了檢測的原始圖像(左) 和檢測結(jié)果樣例(右) 。圖 13 展示了檢測圖片放大后的效果,方框自動標(biāo)記了缺陷的范圍、類型和置信度。此外,該系統(tǒng)還支持對攝像頭視頻流的實時監(jiān)測,便于統(tǒng)計流水線上的 PCB 產(chǎn)品并檢測其缺陷。同時,系統(tǒng)還提供了結(jié)果的記錄、展示及保存功能,全面滿足用戶的多元化需求。

4 結(jié)論

針對小樣本 PCB 缺陷檢測的特點,本文采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)與擴(kuò)散模型相結(jié)合的方法,有效實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的增強(qiáng)與擴(kuò)充,緩解了網(wǎng)絡(luò)的過擬合問題,提升了檢測精度。同時,基于 YOLOv8 深度學(xué)習(xí)框架,對PCB 缺陷特征進(jìn)行了自動學(xué)習(xí),實現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地檢測。此外,開發(fā)了智能化的 PCB 缺陷檢測系統(tǒng),實現(xiàn)了檢測結(jié)果的可視化展示。

實驗結(jié)果表明,所提方法在小樣本條件下取得了優(yōu)異的檢測性能,對實際工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。未來工作將致力于進(jìn)一步優(yōu)化模型,提高其在復(fù)雜場景下對 PCB 缺陷的檢測能力,為工業(yè)智能化發(fā)展提供有力支持。

參考文獻(xiàn):

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【通聯(lián)編輯:唐一東】

基金項目:國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(202310602071) 資助;廣西科技計劃項目 (桂科AD23026225) 資助;認(rèn)知無線電與信息處理教育部重點實驗室基金項目(CRKL230205) 資助

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