结合注意力机制和卷积神经网络的X射线焊缝缺陷检测

焊接是一种重要的连接技术,但是焊缝缺陷会直接影响焊接结构的性能和使用寿命。焊缝缺陷的种类和特征的多样性增加了缺陷检测的复杂性。首先,提出一种新颖的并行残差注意力模块,在通道和空间维度上充分利用全局平均池化和全局最大池化来捕获全局特征,并与输入特征相乘,自适应的选择缺陷特征,显著提升了网络模型的特征表达能力。其次,针对焊缝缺陷长宽比悬殊的问题,利用注意力机制指导锚框自学习图像特征,预测锚框的位置和形状,围绕缺陷区域自适应生成非均匀分布的任意形状的感兴趣区域。最后,设计了端到端的由注意力引导感知的深度学习网络模型。为验证所提模型的有效性,在包含3 403张图像(其中1 001张有缺陷)的X射线焊缝数据集上,通过定性的分析和定量的对比。实验结果表明：检测指标平均精度均值(mean average precision, mAP)达到了66.74%,与原算法相比提升了5.78%,平均交并比(mean intersection over union, mIoU)提升了7.21%,基本满足对焊缝缺陷的高精度检测。