شماره ركورد
25689
شماره راهنما
COM2 710
عنوان
ارائه روشي مبتني بر يادگيري ماشين به صورت سبكوزن براي تشخيص بيدرنگ عيوب پارچه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
تاريخ دفاع
1404/10/24
صفحه شمار
86 ص.
استاد راهنما
علي بهلولي
استاد مشاور
كمال جمشيدي
كليدواژه فارسي
يادگيري نيمهنظارتي , تشخيص عيوب پارچه , شبكه عصبي سبكوزن , پردازش بيدرنگ , RF-DETR , YOLOv12 , بينايي ماشين صنعتي
چكيده فارسي
در صنايع نساجي مدرن، تضمين كيفيت و شناسايي بهموقع عيوب بافندگي براي كاهش ضايعات و افزايش بهرهوري اهميتي حياتي دارد. بااينحال، چالش اصلي در شكاف ميان دقت مدلهاي سنگين يادگيري عميق و محدوديتهاي منابع محاسباتي در سختافزارهاي صنعتي نهفته است. اين محدوديت، ضرورت توسعه روشهايي را كه تعادل بهينهاي ميان دقت تشخيص، سرعت پردازش و كارايي محاسباتي برقرار كنند، برجسته ميسازد. در اين راستا، پژوهش حاضر با هدف ارائه يك روش سبكوزن و بيدرنگ براي تشخيص عيوب پارچه، چارچوبي نيمهنظارتي را معرفي ميكند كه به گونهاي طراحي شده است كه از نظر محاسباتي براي استقرار بر روي سختافزارهاي نهفته صنعتي مناسب باشد. در روش پيشنهادي، مدل ترنسفورمري RF-DETR بهعنوان مدل قويتر براي توليد شبهبرچسب از دادههاي بدونبرچسب و مدل YOLOv12s بهعنوان مدل نهايي سبكوزن براي استنتاج بيدرنگ بهكار گرفته شدهاند. به منظور ارزيابي اثربخشي رويكرد نيمهنظارتي، دو مدل با معماري YOLOv12s و تحت شرايط يكسان آموزش داده شدند. نتايج نشان داد مدل پايه كه تنها بر روي 850 تصوير بومي از عيوب پارچه آموزش ديده بود، در پارامتر mAP50 عملكردي برابر با 91.78% كسب كرد؛ در حالي كه مدل نهايي آموزشديده بر روي مجموعه داده تركيبي (شامل850 تصوير بومي به همراه 1784 تصوير شبهبرچسبگذاري و پالايششده) به mAP50 برابر با 98.8% در مجموعه داده اعتبارسنجي و 1/90% در مجموعه داده آزمون دست يافت كه نشاندهنده بهبود معنادار عملكرد در اثر بهرهگيري از يادگيري نيمهنظارتي است. بهمنظور ارزيابي قابليت استقرار عملي در محيطهاي منابعمحدود، مدل نهايي در چارچوبTensorRT بهينهسازي و كوانتيزهسازي وزنها به قالب عدد صحيح هشتبيتي بر آن اعمال شد. نسخه كوانتيزهشده با حفظ سطح قابلقبولي از دقت، مقدار mAP50 برابر با 7/88% را حاصل شد و همزمان نرخ پردازش را به 57.77 فريمبرثانيه افزايش داد. نتايج نشان ميدهد كه كاهش دقت ناشي از كوانتيزهسازي در مقابل افزايش چشمگير سرعت و بهرهوري محاسباتي، براي كاربردهاي بيدرنگ صنعتي قابل قبول است. اين دستاوردها نشان ميدهد كه تركيب معماري سبكوزن YOLOv12s با رويكرد توليد شبهبرچسب و بهينهسازي استنتاج، چارچوبي متوازن از نظر دقت، سرعت و مصرف منابع فراهم ميآورد. اين چارچوب از منظر محاسباتي با الزامات سختافزارهاي نهفته صنعتي همراستا بوده و راهحلي كارآمد، دقيق و مقياسپذير براي بازرسي خودكار عيوب پارچه در خطوط توليد نساجي ارائه ميدهد.
كليدواژه لاتين
Industrial machine vision systems , RF-DETR , YOLOv12 , Real-time processing , Lightweight neural network , Semi-supervised learning , Fabric defect detection
عنوان لاتين
A Lightweight Machine Learning-Based Method for Real-Time Fabric Defect Detection
گروه آموزشي
مهندسي معماري كامپيوتر
چكيده لاتين
In modern textile industries, quality assurance and the timely detection of weaving defects are of critical importance for reducing waste and increasing productivity. However, the principal challenge lies in the gap between the high accuracy of computationally intensive deep learning models and the limited computational resources available in industrial hardware. This constraint underscores the necessity of developing methods that establish an optimal balance among detection accuracy, processing speed, and computational efficiency. In this context, the present study introduces a semi-supervised framework aimed at proposing a lightweight and real-time method for fabric defect detection, which is computationally designed to be suitable for deployment on industrial embedded hardware. In the proposed approach, the transformer-based RF-DETR model is employed as a stronger model for generating pseudo-labels from unlabeled data, while the YOLOv12s model is utilized as the final lightweight model for real-time inference. To evaluate the effectiveness of the semi-supervised approach, two models with the YOLOv12s architecture were trained under identical conditions. The results indicated that the baseline model, trained solely on 850 native images of fabric defects, achieved an mAP50 of 91.78%. In contrast, the final model trained on a combined dataset (comprising 850 native images along with 1,784 pseudo-labeled and refined images) attained an mAP50 of 98.8% on the validation dataset and 90.1% on the test dataset, demonstrating a significant performance improvement resulting from the adoption of semi-supervised learning. To assess practical deployability in resource-constrained environments, the final model was optimized within the TensorRT framework, and eight-bit integer weight quantization was applied. The quantized version, while maintaining an acceptable level of accuracy, achieved an mAP50 of 88.7% and simultaneously increased the processing speed to 57.77 frames per second. The results indicate that the accuracy degradation caused by quantization is acceptable for real-time industrial applications when weighed against the substantial gains in speed and computational efficiency. These findings demonstrate that combining the lightweight YOLOv12s architecture with a pseudo-label generation strategy and inference optimization provides a balanced framework in terms of accuracy, speed, and resource consumption. From a computational perspective, this framework aligns with the requirements of industrial embedded hardware and offers an efficient, accurate, and scalable solution for automated fabric defect inspection in textile production lines.
تعداد فصل ها
6
فهرست مطالب pdf
157186
نويسنده