郭 建 谢鹤鸣 钟琪峰 温雅晴
广州城市理工学院 机械工程学院,广东 广州 510800
GUO Jian XIE Heming ZHONG Qifeng WEN Yaqing
School of Mechanical Engineering, Guangzhou City University of Technology, Guangzhou 510800, Guangdong, China
摘要:
由于光伏电池片表面缺陷尺度细微、与背景特征高度重叠,传统检测算法频繁出现漏检与误检,现有方法的缺陷识别鲁棒性亟待提升。本文旨在改进YOLOv8n模型,提出SBC-YOLOv8n(SE-BiFPN-CA-YOLOv8n)以提升在复杂工业场景中的识别准确率与稳定性,提升光伏电池片微小缺陷的检测能力。本文从三方面对模型进行优化:一是在主干网络SPPF模块前后融合CA与SE双重注意力机制,分别从空间位置感知和通道权重调整两个维度增强对细微缺陷的特征提取能力;二是采用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)替代原颈部网络结构,通过精简节点和双向加权融合机制强化多尺度特征交互,抑制背景干扰;三是针对类别不平衡问题,优化Focal Loss损失函数参数,将聚焦参数γ从2提升至3以加强对难分类样本的关注,并将类别平衡因子α从0.25调整至0.5,显著增加缺陷样本的损失权重、降低背景权重。改进后的SBC-YOLOv8n模型在测试集上达到mAP@0.5为80.2%,较原始YOLOv8n模型提升4.2%;同时,精确率、召回率和F1分数也均有显著提升,在保持模型实时性的前提下,有效提升了对微小缺陷的检出能力与整体鲁棒性。