卷烟外观缺陷检测方法和装置与流程

本申请涉及图像识别，特别是涉及一种卷烟外观缺陷检测方法和装置。

背景技术：

1、在卷烟生产过程中，烟支表面污、卷烟纸夹沫、卷烟纸皱、烟梗刺破、油污烟支等外观缺陷的检测是质量控制的关键环节。目前，基于深度学习的目标检测方法已逐步应用于工业质检领域，通过在特征图上密集铺设大量不同尺寸和宽高比的先验框，再对这些先验框进行位置回归和类别分类，以实现缺陷的定位与识别。

2、然而，由于卷烟缺陷的尺度差异极大，夹沫缺陷往往仅为数像素大小的斑点，而表面污染缺陷可能覆盖整个烟支表面。同时缺陷形态极不规则，烟梗刺破呈细长尖锐状，卷烟纸夹沫边缘模糊且无固定长宽比，卷烟纸皱呈波浪状纹理。预设锚框的尺寸和宽高比是人工设定的固定值，难以同时覆盖上述尺度跨度极大、形态各异的缺陷类型，导致检测器对极端尺度或不规则形态缺陷的定位精度下降；此外，为覆盖尽可能多的缺陷形态，需要预设大量锚框，不仅增加了计算开销，也引入了大量负样本，加剧了正负样本不平衡问题，进一步影响了检测器的训练效率和检测精度。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在不依赖预设锚框的前提下对尺度差异大且形态不规则的卷烟缺陷进行准确检测的卷烟外观缺陷检测方法和装置。

2、第一方面，本申请提供了一种卷烟外观缺陷区域检测方法，包括：

3、获取卷烟外观图像，对所述卷烟外观图像进行特征提取，得到多个不同分辨率的多个特征图；

4、针对每一所述特征图，分别以多种不同的采样间隔对所述特征图进行卷积处理，得到与所述特征图分辨率相匹配的上下文增强特征图；

5、将多个上下文增强特征图进行融合，得到不同分辨率的多个融合特征图；其中，所述融合特征图中每个特征点的特征值用于判断所述特征点对应的图像位置是否为缺陷区域；

6、针对每张融合特征图中的每一特征点，在所述特征点的特征值表征所述特征点对应的图像位置为缺陷区域的情况下，确定所述特征点到所述缺陷区域的边界的距离；

7、根据所述特征点到所述缺陷区域的边界的距离，在所述卷烟外观图像中确定所述缺陷区域的定位框，并根据所述定位框确定所述缺陷区域所在的位置。

8、第二方面，本申请还提供了一种卷烟外观缺陷区域检测方法，包括：

9、获取模块，用于获取卷烟外观图像，对所述卷烟外观图像进行特征提取，得到多个不同分辨率的多个特征图；

10、卷积模块，用于针对每一所述特征图，分别以多种不同的采样间隔对所述特征图进行卷积处理，得到与所述特征图分辨率相匹配的上下文增强特征图；

11、融合模块，用于将多个上下文增强特征图进行融合，得到不同分辨率的多个融合特征图；其中，所述融合特征图中每个特征点的特征值用于判断所述特征点对应的图像位置是否为缺陷区域；

12、距离确定模块，用于针对每张融合特征图中的每一特征点，在所述特征点的特征值表征所述特征点对应的图像位置为缺陷区域的情况下，确定所述特征点到所述缺陷区域的边界的距离；

13、缺陷确定模块，用于根据所述特征点到所述缺陷区域的边界的距离，在所述卷烟外观图像中确定所述缺陷区域的定位框，并根据所述定位框确定所述缺陷区域所在的位置。

14、上述卷烟外观缺陷检测方法和装置，通过多尺度特征提取与多采样间隔卷积的协同处理，使每个特征点在保留自身分辨率所对应的局部或全局特性的同时，进一步融合了来自多种感受野的多尺度上下文信息，从而具备了跨尺度的缺陷区域感知能力；在此基础上，采用逐点判断是否存在缺陷区域并直接回归该特征点到缺陷区域边界距离的定位方式，使定位框由缺陷区域自身所覆盖的特征点及其特征点到缺陷区域之间的距离确定，而不受预设锚框尺寸和宽高比的限制。由此，每个特征点既拥有跨尺度的上下文感知能力以应对尺度差异，又能够以无锚框的方式自适应任意形状和宽高比的缺陷区域。可见，本申请在不依赖预设锚框的前提下对尺度差异大且形态不规则的卷烟缺陷区域进行准确检测。

1.一种卷烟外观缺陷区域检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以多种不同的采样间隔对所述多个特征图进行卷积处理，得到多个上下文增强特征图，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每一所述特征图，分别以多种不同的采样间隔对所述特征图进行卷积处理，得到不同采样间隔下的多张中间特征图，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别以不同的采样间隔对所述特征图执行空洞卷积，得到不同采样间隔下的多张中间特征图，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将多个上下文增强特征图进行融合，得到不同分辨率的多个融合特征图，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述上采样特征图与所述目标特征图进行融合，得到当前轮的融合特征图，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述特征点到所述缺陷区域的边界的距离，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述卷烟外观图像进行特征提取，得到多个不同分辨率的多个特征图，包括：

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

10.一种卷烟外观缺陷区域检测方法，其特征在于，包括：