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1. 不完整实例引导的航空发动机叶片实例分割
黄睿, 张超群, 成旭毅, 邢艳, 张宝
《计算机应用》唯一官方网站    2024, 44 (1): 167-174.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2023010037
摘要138)   HTML4)    PDF (4546KB)(51)    收藏

当前基于深度学习的实例检测方法在进行发动机叶片分割时,由于缺少带标注的发动机叶片数据,导致无法充分训练网络模型,仅得到次优的分割结果。为了提升航空发动机叶片实例分割精度,提出了不完整实例引导的航空发动机叶片实例分割方法,通过结合已有的实例分割方法和交互式分割方法,可得到较好的发动机叶片分割结果。首先,使用少量标注数据训练实例分割网络,得到发动机叶片的初步分割结果;其次,将检测到的单个叶片分为前景和背景两部分,通过选择前景种子点和背景种子点,利用交互式分割方法的思想,产生完整的单个叶片的分割结果;依次处理完所有的叶片后,将结果合并得到最终的发动机叶片实例分割结果。使用72张图像训练基于稀疏实例激活图的实时实例分割方法(SparseInst)产生初始的实例分割结果,在56张图像上进行测试。所提方法的全类平均准确率(mAP)比SparseInst的全类平均准确率高5.1个百分点;且它的mAP结果均优于当前流行的实例分割方法MASK R-CNN(MASK Region based Convolutional Neural Network)、YOLACT (You Only Look At CoefficienTs)、BMASK-RCNN (Boundary-preserving MASK R-CNN)。

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2. 航空发动机损伤图像的二分类到多分类递进式检测网络
樊玮, 李晨炫, 邢艳, 黄睿, 彭洪健
计算机应用    2021, 41 (8): 2352-2357.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020101575
摘要361)      PDF (1589KB)(392)    收藏
航空发动机损伤是影响飞行安全的重要因素。当前基于计算机视觉的发动机孔探图像损伤检测存在两个主要问题:一是孔探图像背景复杂,使得模型对损伤的检测精度较低;二是孔探图像数据来源受限,导致模型可检测类别较少。为解决这两个问题,提出了基于Mask R-CNN的二分类到多分类递进式航空发动机损伤图像检测网络。通过在Mask R-CNN中增加二分类检测分支,首先对图像中的损伤进行二分类检测并对定位坐标进行回归优化;其次使用原始检测分支递进地进行多分类检测,以进一步回归优化损伤的检测结果并确定损伤类型;最后根据多分类检测的结果,通过Mask分支对对损伤进行实例分割。为了增加模型检测类别及验证方法的有效性,构建了包含八种损伤类型,共1 315张孔探图像的数据集。在该集合上进行的训练和测试结果表明,多分类检测的平均精度(AP)和AP75与Mask R-CNN相比分别提高3.34%、9.71%,可见所提方法能够有效提高对孔探图像中的损伤的多分类检测精度。
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3. 基于风格迁移的交互式航空发动机孔探图像扩展方法
樊玮, 段博坤, 黄睿, 刘挺, 张宁
计算机应用    2020, 40 (12): 3631-3636.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020040585
摘要337)      PDF (3282KB)(328)    收藏
在航空发动机孔探图像缺陷检测任务中,缺陷区域样本数量远少于正常样本数量,且缺陷样本无法覆盖整个样本空间,导致检测算法泛化能力较差。针对上述问题,提出了一种基于风格迁移技术的交互式数据扩展方法。首先,通过交互界面选择背景图像和缺陷目标,并根据背景图像指定需要粘贴的目标的大小、角度和位置等信息;其次,通过风格迁移技术将背景图像的风格迁移到目标图像上,使得背景图像和待检测目标具有相同的风格;最后,利用泊松融合算法对融合区域的边界进行修正,以达到连接区域自然过渡的效果。通过二分类和缺陷检测验证了该方法的有效性。在包含真实图像和扩展后图像的二分类实验中,测试人员的平均分类错误率达到了44.0%;而在基于Mask R-CNN模型的检测任务中,所提方法的检测和分割平均精度(AP)较传统方法分别提高了99.5%和91.9%。
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