长春大学杜钦生获国家专利权
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龙图腾网获悉长春大学申请的专利一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120125585B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510611943.6,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统及方法是由杜钦生;沈超;张石岩;张宁博;杜佐盛;郭鑫;吴建雨;卞瀛绪设计研发完成,并于2025-05-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统及方法在说明书摘要公布了:本发明属于图像数据处理领域,涉及一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统及方法,该系统通过对YOLOv10网络模型进行改进得到,将模型的主干网络中的C2f模块替换为多尺度跨阶段融合模块,用于提取图像的深层特征,捕捉输入数据中的多尺度信息;在颈部网络中引入动态感知特征信息增强模块并应用在P4和P5特征图的处理中;替换YOLOv10网络模型的检测头为Lag模块,Lag模块通过分组归一化卷积模块进行通道调整,之后通过共享卷积组,共享卷积组输出的数据分配至定位卷积模块和分类卷积模块。该系统在复杂背景噪声干扰下,也可实现微小缺陷的检测,具有检测精度和效率高等优势。
本发明授权一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进YOLOv10的PCB表面缺陷检测系统,其特征在于,所述系统采用的是训练好的ESL-YOLO检测模型,所述ESL-YOLO检测模型是通过对YOLOv10网络模型进行改进得到,将YOLOv10网络模型的主干网络中最后两个C2f模块替换为Esvg模块;在YOLOv10网络模型的颈部网络中,在多尺度特征融合的P4和P5特征图处理环节中引入Seop模块;替换YOLOv10网络模型的检测头为Lag模块; 其中,所述Esvg模块为多尺度跨阶段融合模块,用于提取图像的深层特征,捕捉输入数据中的多尺度信息,Esvg模块将数据分为两个分支,一个分支通过n个ESBlock模块提取图像多尺度特征,另一个分支保留原始特征,之后拼接原始特征和图像多尺度特征,最后通过卷积处理后输出;所述ESBlock模块采用多分支结构对输入特征图进行处理; 所述Seop模块为动态感知特征信息增强模块,将数据进行双路径处理,一路经平均池化层、卷积层、Softmax函数后输出;另一路经分组卷积模块对特征进行多分支细化处理后输出;最后,两路输出进行特征加权,输出加权后下采样的特征图; 所述Lag模块通过分组归一化卷积模块进行通道调整,之后通过共享卷积组,共享卷积组输出的数据分配至定位卷积模块和分类卷积模块;其中,定位卷积模块负责回归,分类卷积模块负责分类; 所述Esvg模块提取特征信息的方法为:通过使用1*1卷积将输入特征图的通道数i改变为指定的输出通道数m;然后,通过Split操作将输入分为两个通道数为0.5*m的分支;其中,第一个分支通过n个ESBlock模块提取图像多尺度特征,第二个分支保留原始特征;然后ESBlock模块经过n个连接与第二个分支拼接,得到通道数为n+2*0.5m的特征图,最后经过1*1卷积将通道数改变为m得到输出;所述ESBlock模块包括第一卷积层、第二卷积层;其中,所述第一卷积层采用3×3标准卷积进行处理,所述第二卷积层采用多尺度卷积模块; 所述Seop模块数据处理流程为:对输入特征x进行双路径处理,注意力分支采用3×3全局平均池化以保持空间尺寸,并通过1×1卷积调整通道数,使特征适应后续计算;随后,通过维度重组操作将bs,ch,2h,2w重新组织为bs,ch,h,w,4,即将2×2邻域映射到第五维度,形成四个候选下采样点;之后使用Softmax函数归一化,使四个候选点的权重总 和为1; GroupConv分支将特征图分成4个组,每个组使用3×3卷积进行2倍下采样,使特征图的尺寸减半,并扩展通道数至4倍;然后,通过维度重组操作将输出重塑为bs,ch,h,w,4,其中,bs为批量大小,ch为通道数,h为特征图的高度,w为特征图的宽度;即每个像素点对应四个候选特征图,并与注意力分支的权重矩阵进行乘积,实现特征加权;最终,通过sum函数沿第五维求和,输出精炼后的bs,ch,h,w维度特征; 所述共享卷积组包括两个3×3分组归一化卷积模块,Lag模块采用颈部网络中P3、P4、P5三个不同尺度的特征图作为输入,首先通过1×1分组归一化卷积模块进行通道调整;然后经过融合进入3×3分组归一化卷积模块,进一步提取空间信息,形成共享特征表示;随后,共享特征被再次传入3×3分组归一化卷积模块以强化特征表示,并被分配至定位卷积模块和分类卷积模块两个不同的任务分支中; 所述多尺度卷积模块的数据处理流程为:首先,通过Split操作将输入特征图按比例划分为三部分,其中50%的特征图直接保留作为主分支,25%的特征图通过3×3卷积层进行处理,剩余25%的特征图则通过5×5卷积层进行特征提取;随后,三个分支的输出特征图在通道维度上进行拼接,并通过1×1卷积进行特征融合; 所述分组卷积模块将特征图分成4个组,每个组独立进行3×3卷积操作,控制通道数ch=64,stride=2; 所述定位卷积模块和分类卷积模块采用1×1卷积,定位卷积模块的输出通过Scale函数进行尺度自适应校准。
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