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东华大学学报(自然科学版)2025年第04期:基于FAE-Unet的碳纤维预浸料表面缺陷分割方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:卢瑶瑶;吴哲彬;刘香玉;平安;何凯龙;甘学辉;

单位:东华大学机械工程学院;北京理工大学材料学院;东华大学民用航空复合材料协同创新中心;

摘要:针对碳纤维预浸料在生产过程中存在人工检测误差大、效率低等问题,提出基于FAE-Unet的碳纤维预浸料表面缺陷分割方法。在骨干网络中,提出FAE(fusion attention encoder)编码器模块代替Unet编码器。FAE编码器模块融入注意力机制,分别从通道和空间层面增强了网络的特征提取能力,并为不同特征分配权重信息,该模块将提取的特征信息与解码阶段融合,保留了更多细节特征,提升对小尺度缺陷的关注度。此外,采用带权重的交叉熵损失函数,有效提高在样本量不均衡情况下,尤其是样本量较少时的缺陷分割精度。结果表明,该模型的平均交并比、平均像素准确率、准确率与召回率的调和平均数F_(1-score)值分别达82.36%、91.78%、92.36%。相较于DeepLabV3+、PSPNet、Unet等方法,该模型的分割精度更优,能够精确分割碳纤维预浸料表面的缺陷。

关键词:碳纤维预浸料;;缺陷检测;;语义分割;;Unet网络

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金(2232024A-04);; 纺织之光应用基础研究项目(0316HX281230438)