RZ/V2M應用于工業(yè)領(lǐng)域缺陷檢測

缺陷檢測在電子制造業(yè)中是非常重要的應用。然而，由于存在的缺陷多種多樣，傳統的機器視覺(jué)算法很難對缺陷特征進(jìn)行完全建模和遷移缺陷特征，致使傳統機器視覺(jué)算法可重復使用性不是很大，并且需要區分工作條件，這將浪費大量的人力成本。因此，越來(lái)越多的工程師開(kāi)始將深度學(xué)習算法引入缺陷檢測領(lǐng)域，因為深度學(xué)習在特征提取和定位方面取得了非常好的效果。

本文將介紹瑞薩電子深度學(xué)習算法在缺陷檢測領(lǐng)域的應用，以PCB電路板缺陷檢測為例。

在這里，我們提出了一種缺陷檢測解決方案，使用YOLOv3-tiny深度學(xué)習算法。YOLOv3-tiny是一種輕量級的目標檢測算法。YOLOv3-tiny的網(wǎng)絡(luò )結構如下：

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https://pjreddie.com/darknet/yolo/

與原來(lái)的YOLOv3模型相比，YOLOv3-tiny減少了一些層數和參數，提高了嵌入式設備上的推理速度和效率。該算法具有較高的實(shí)時(shí)性和良好的精度，非常適合工業(yè)缺陷檢測應用。

該缺陷檢測解決方案可以部署在RZ/V2M MPU芯片上。RZ/V2M是一款集成了瑞薩DRP-AI硬件加速單元的的AI專(zhuān)用處理器，其硬件特性如下：

RZ/V2M系統框圖

高達4K分辨率的硬件ISP

● 具有高度的魯棒性，產(chǎn)生穩定的圖像，不受環(huán)境的影響

● 傳感器和鏡頭控制，如自動(dòng)曝光、白平衡、畸變校正、黑點(diǎn)校正、缺陷像素修正等

● 色彩質(zhì)量增強，HDR，WDR，噪聲衰減，如色彩校正、黑度校正等

● 色彩控制，如色彩空間轉換、圖像翻轉、裁剪、整形等

視覺(jué)和AI能力

● DRP-AI硬件加速器，高精度FP16數據類(lèi)型

● AI能效性能（低消耗、低發(fā)熱量）

● 攝像頭接口：2× MIPI CSI

視頻及圖像引擎

●  H.265/H.264 編解碼器

● 編碼：H.265 最高2160p30, H.264最高1080p60

● 解碼：H.265 最高2160p30, H.264 最高1080p60

● 2D圖像引擎：200 MPixels/s

● JPEG硬件編碼器

● 顯示：HDMI 1.4a

高速接口

● 1× Gigabit Ethernet

● 1×USB3.1 Gen1 Host/Peripheral

● 1× PCIe? Gen 2 (2 lanes)

● 2× SDIO 3.0

● 1× eMMC? 4.5.1

基于以上硬件特性，使得RZ/V2M可以很好的支持工業(yè)缺陷檢測，AI模型部署過(guò)程如下圖所示：

● ONNX是一種用于表示機器學(xué)習模型的開(kāi)放格式。 

● ONNX定義了一組通用運算符，機器學(xué)習和深度學(xué)習模型的構建基塊以及通用文件格式，使AI開(kāi)發(fā)人員能夠使用具有各種框架、工具、運行時(shí)和編譯器的模型。

此應用程序在RZ/V2M MPU中的硬件設置如下：

YOLOv3-tiny 缺陷檢測解決方案部署在 RZ/V2M，具有低功耗（小于5W）、高性能推理效果的特點(diǎn)，RZ/V2M為52fps（不包括前處理和后處理）。

嵌入式缺陷檢測不僅用于電子制造中的PCB缺陷檢測，還具有廣泛的應用場(chǎng)景，以下是一些常見(jiàn)示例：

工業(yè)自動(dòng)化

在制造過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)檢測產(chǎn)品中的缺陷，例如不正確的產(chǎn)品組裝、零件缺失或損壞。

農業(yè)領(lǐng)域

在農業(yè)生產(chǎn)中，它可用于檢測作物或蔬菜中的缺陷，例如疾病，害蟲(chóng)或水果畸形。

安防監控

可用于安防監控系統中的缺陷檢測，如檢測建筑物或公共場(chǎng)所的異常物體、入侵行為或安全隱患。

醫學(xué)成像

在醫學(xué)領(lǐng)域，可應用于醫學(xué)圖像分析，檢測疾病標志物、腫瘤或異常組織等。

車(chē)輛檢測

在智能交通系統中，可用于車(chē)輛檢測，如交通流量監控、非法車(chē)輛檢測或停車(chē)場(chǎng)管理。

隨著(zhù)人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們期待在工業(yè)制造、安防、智能零售、服務(wù)機器人等多個(gè)領(lǐng)域推出更多應用和解決方案。

原創(chuàng )：Ryan Chen  來(lái)源：瑞薩