基于深度学习的钢材金相图像晶粒度等级评定方法
DOI:
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作者:
作者单位:

(1.西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021;2.西安交通大学 化学工程与技术学院,陕西 西安 710049; 3.陕西师范大学 计算机科学学院,陕西 西安 710062;4.中国特种设备检测研究院,北京 100029)

作者简介:

胡海军 (1978-),男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事过程装备与控制、过程系统的可靠性与风险分析及维修优化方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

2020 年教育部产学合作协同育人项目(202002321008)和西安市科学技术局重点产业链核心技术攻关项目 (2022JH-RGZN-000)资助项目


A deep learning-based method for grading the grain size of steel metallographic images
Author:
Affiliation:

(1.School of Opto-electronic Engineering, Xi′an Technological University, Xi′an, Shaanxi 710021, China;2.School of Chemical Engineering and Technology, Xi′an Jiaotong University, Xi′an, Shaanxi 710049, China;3.School of Computer Science, Shaanxi Normal University, Xi′an, Shaanxi 710062, China;4.China Special Equipment Inspection and Research Institute, Beijing 100029, China)

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    摘要:

    准确地评定钢材金相组织晶粒度等级能检测材料劣化情况,保障设备的服役安全。针对传统人工评定钢材金相组织晶粒度等级的方法耗时久且易受人工经验影响,评价结果一致性差且不可重复等问题,提出了一种基于深度学习的钢材金相晶粒度等级评定方法。在U-net模型上添加跳跃连接层并减少下采样次数来提高模型的分割准确率并减少网络参数量,在117张验证集上 的像素准确率达93.86%,平均像素准确率(mean pixel accuracy,MPA)达86.89%,网络参数量仅为2.02 M。对晶界预测结果进行数字图像处理并结合截点法进行晶粒度等级评定,在测试图像上评定钢材晶粒度等级平均耗时仅8.3 s/张。与人工评级方法相比,本文方法具有准确性、高效性及可重复性。

    Abstract:

    Accurate assessment of the metallographic grain size grade of steel can detect material deterioration and ensure the safety of equipment in service.In order to solve the problems that the traditional manual evaluation of steel metallographic grain size grade is time-consuming and easily influenced by manual experience,the evaluation results are not consistent and irreducible,etc,a deep learning-based steel metallographic grain size grade evaluation method is proposed.By adding a jump connection layer to the U-net model and reducing the number of downsampling to improve the segmentation accuracy and reduce the number of network parameters,the pixel accuracy is 93.86% and the mean pixel accuracy (MPA) is 86.89% on the 117 validation sets.The number of network parameters is only 2.02 M.The grain boundary prediction results are digitally processed and combined with the intercept point method to grade the grain size,and the average time taken to grade the grain size of steel on the test image is only 8.3 s/sheet.Compared with manual rating methods,this method is accurate,efficient and repeatable.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王森,国蓉,胡海军,张钰,李秀峰.基于深度学习的钢材金相图像晶粒度等级评定方法[J].光电子激光,2023,34(10):1075~1083

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  • 收稿日期:2022-09-21
  • 最后修改日期:2022-11-17
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  • 在线发布日期: 2023-10-24
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