板帶鋼是鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域的重要產(chǎn)品,表面質(zhì)量是評(píng)價(jià)其產(chǎn)品等級(jí)的主要指標(biāo)之一,而表面質(zhì)量的評(píng)價(jià)關(guān)鍵在于表面缺陷類別的判斷。目前深度卷積網(wǎng)絡(luò)在圖像類別判斷中達(dá)到很好的效果,本文圍繞深度卷積網(wǎng)絡(luò)展開板帶鋼表面缺陷類別檢測方法研究。具體研究內(nèi)容如下:(1)針對(duì)板帶鋼表面缺陷數(shù)據(jù)樣本數(shù)量分布不均衡及樣本量不充足問題,首先采用了圖像增強(qiáng)、均衡化、閾值化、降噪等方法對(duì)表面圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,然后使用遷移學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)多種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行調(diào)優(yōu),以篩選出較優(yōu)的分類模型進(jìn)行表面缺陷圖像類別檢測。(2)針對(duì)計(jì)算資源的代價(jià)問題,設(shè)計(jì)了基于分布式遷移學(xué)習(xí)VGG16模型,采用動(dòng)量梯度和隨機(jī)梯度交替迭代優(yōu)化的策略進(jìn)行求解。針對(duì)BP算法對(duì)VGG16特征分類器帶來的收斂慢等問題,提出了兩點(diǎn)步長法來優(yōu)化梯度的更新,提升了VGG16模型的分類性能。(3)基于學(xué)習(xí)到的VGG16模型,實(shí)現(xiàn)了一種基于Spark Streaming的板帶鋼表面缺陷類別在線檢測系統(tǒng)。 

【文章來源】：安徽工業(yè)大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋼廠熱軋生產(chǎn)圖

鑄坯送進(jìn)加熱爐進(jìn)行加熱，達(dá)到一定溫度后，從出爐口送出加熱爐，為去除爐底黑印和表面爐生氧化薄膜對(duì)鑄坯進(jìn)行高壓水除磷。接著進(jìn)入軋線準(zhǔn)備粗軋，然后送入粗軋輥道，若軋機(jī)組忙碌則等待，空閑則進(jìn)入。對(duì)板坯進(jìn)行精軋?jiān)诖周埻瓿珊�。板帶鋼頭部從軋機(jī)末端運(yùn)出，在熱輥道上輸送，進(jìn)入板帶鋼層對(duì)板帶鋼上表面層流冷卻下表面噴水冷卻的冷卻裝置。達(dá)到所需要的溫度。板帶鋼頭部離開軋機(jī)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)的卷取機(jī)。當(dāng)板帶鋼尾部離開軋機(jī)首機(jī)架后軋機(jī)和板卷積開始減速直到板帶鋼脫離末架軋機(jī)時(shí)，軋機(jī)后為保證板帶鋼的平直和貼付于輥道上，在輸出輥道上進(jìn)行減速達(dá)到卷取速度。板卷完成鑄坯后則熱軋生產(chǎn)流程結(jié)束。冷軋如圖 1.2 所示生產(chǎn)工藝主要包括：酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、剪切。冷軋坯料開始要進(jìn)行連續(xù)酸洗機(jī)組清除氧化鐵皮，實(shí)現(xiàn)冷軋及其紅藕的表面處理使得板帶鋼表面光潔。酸洗后退火使得鋼軟化進(jìn)行軋制軋到一定厚度。由于板帶鋼表面潤滑油會(huì)在退火爐中揮發(fā)，而揮發(fā)殘留物會(huì)形成黑斑在板帶鋼表面，因此要刷掉板帶鋼表面油脂在退火之前，即脫脂工序。在保護(hù)氣體中退火，退火后板帶鋼表面光亮，無需酸洗，進(jìn)一步軋制或平整。平整后根據(jù)客戶需求對(duì)板帶鋼進(jìn)行剪切。

并將圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和模型計(jì)算來判斷板帶鋼質(zhì)量等級(jí)。圖 1.3 板帶鋼平鋪采集圖圖 1.4 采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀經(jīng)過了幾十年的技術(shù)革新，我國已經(jīng)取得了許多優(yōu)秀成果。為了保證和提高板帶鋼的質(zhì)量，我國鋼廠不斷引進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新技術(shù)以及革新技術(shù)。進(jìn)口材料被膨脹合金和熱雙金屬等先后替代了[8]。在 2006 年，武鋼安裝了德國 Congex 公司平均識(shí)別率高達(dá) 85%的 Smart View Metals 系統(tǒng)[11]，該系統(tǒng)基于機(jī)器視覺。在 2009年底八鋼也使用了該公司的表面檢測系統(tǒng)[12]。從國外引進(jìn)設(shè)備和技術(shù)需要花費(fèi)高昂的金額，后期的設(shè)備維護(hù)和軟件的升級(jí)都需要依賴別人，國家鋼材的發(fā)展受制于人。數(shù)字圖像處理是人工智能信息處理領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，已在缺陷分類[13]、邊


本文編號(hào)：2935228