基于改进YOLOv8的胶合板单板表面缺陷检测

李健龙, 李玮, 孙德鑫, 廖洪森, 刘家浩, 柏迦南, 王建超

森林工程 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (04) : 777-787.

基于改进YOLOv8的胶合板单板表面缺陷检测

  • 李健龙, 李玮, 孙德鑫, 廖洪森, 刘家浩, 柏迦南, 王建超
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摘要

针对胶合板单板表面缺陷的复杂多样性和特征提取困难,且基于深度学习的缺陷检测算法参数量和计算成本较大,难以在算力较低的设备上得到有效应用等问题,构建一种基于改进YOLOv8的单板表面缺陷(活节、死节、孔洞、裂缝和缺口)检测模型。为提升模型的检测精度和轻量化性能,对胶合板单板表面缺陷检测模型进行改进。首先,采用新的高效注意力机制(coordinate attention,CA),该机制能够增强特征提取的精度和网络的空间信息感知能力,避免过多的计算负担;其次,提出一种基于部分卷积(PConv)的全新结构——CSPPC (CSP (cross stage partial) pyramid convolution),提升计算效率和多尺度特征的融合能力;最后,引入改进的加权交并比损失函数——WIoUv3,提升模型的定位精度和鲁棒性。试验结果表明,改进后的YOLOv8模型(CP-YOLOv8)在胶合板单板表面缺陷检测任务中表现出色,模型的平均精度均值(mAP)达到93.8%,在原模型的基础上提升0.9%,改进模型浮点运算次数(GFLOPs)和参数量降低至7.2 G和2.58 M,分别降低0.9 G与0.42 M,能够充分满足实际应用需求,为胶合板单板质量检测提供一种高效、精准且轻量化的解决方案。

关键词

缺陷检测 / 改进后的YOLOv8模型(CP-YOLOv8) / CA注意力机制 / CSPPC模块 / WIoUv3 / 目标检测 / 轻量化设计

中图分类号

TS653.3 / TP183 / TP391.41

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李健龙, 李玮, 孙德鑫, 廖洪森, 刘家浩, 柏迦南, 王建超. 基于改进YOLOv8的胶合板单板表面缺陷检测. 森林工程. 2025, 41(04): 777-787

基金

云南省重大科技专项计划项目(202402AE090027); 国家自然科学基金项目(524650231006957)

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