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基于yolov5的PCB缺陷检测，引入CVPR 2023 BiFormer：Vision Transformer with Bi-Level Routing Attention提升检测精度_yolo缺陷数据集

作者：weixin_40725706 | 2024-08-17 06:22:00

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yolo缺陷数据集

目录

1.PCB数据集介绍

1.1 通过split_train_val.py得到trainval.txt、val.txt、test.txt

 1.2 通过voc_label.py得到适合yolov5训练需要的

2.基于Yolov5 的PCB缺陷识别

2.1配置 pcb.yaml

 2.2 修改yolov5s_pcb.yaml

2.3 超参数修改train.py

3.实验结果分析

3.1  CVPR 2023 BiFormer: 基于动态稀疏注意力构建高效金字塔网络架构

1.PCB数据集介绍

PCB是最具竞争力的产业之一，其产品的优良则关系到企业的发展。由于产品外观缺陷的种类非常广泛，所以较一般电子零部件的缺陷检测更加困难。PCB 板缺陷包括短路、多铜及少铜、断路、缺口、毛刺等。利用深度学习技术采用人工智能学习PCB图像，可以分析复杂的图像，大幅提升自动化视觉检测的图像判读能力和准确度，并可将缺陷进行分类。针对不同产品不同的缺陷标准，智能系统能够灵活应对。

PCB数据集共有六种缺陷，分别是"missing_hole","mouse_bite","open_circuit","short","spur","spurious_copper"，缺陷属于小目标缺陷检测

下图为每个类别的数据量、标签，center xy， labels 标签的长和宽

1.1 通过split_train_val.py得到trainval.txt、val.txt、test.txt

  1. # coding:utf-8
  2.  
  3. import os
  4. import random
  5. import argparse
  6.  
  7. parser = argparse.ArgumentParser()
  8. #xml文件的地址，根据自己的数据进行修改 xml一般存放在Annotations下
  9. parser.add_argument('--xml_path', default='Annotations', type=str, help='input xml label path')
  10. #数据集的划分，地址选择自己数据下的ImageSets/Main
  11. parser.add_argument('--txt_path', default='ImageSets/Main', type=str, help='output txt label path')
  12. opt = parser.parse_args()
  13.  
  14. trainval_percent = 0.9
  15. train_percent = 0.8
  16. xmlfilepath = opt.xml_path
  17. txtsavepath = opt.txt_path
  18. total_xml = os.listdir(xmlfilepath)
  19. if not os.path.exists(txtsavepath):
  20.     os.makedirs(txtsavepath)
  21.  
  22. num = len(total_xml)
  23. list_index = range(num)
  24. tv = int(num * trainval_percent)
  25. tr = int(tv * train_percent)
  26. trainval = random.sample(list_index, tv)
  27. train = random.sample(trainval, tr)
  28.  
  29. file_trainval = open(txtsavepath + '/trainval.txt', 'w')
  30. file_test = open(txtsavepath + '/test.txt', 'w')
  31. file_train = open(txtsavepath + '/train.txt', 'w')
  32. file_val = open(txtsavepath + '/val.txt', 'w')
  33.  
  34. for i in list_index:
  35.     name = total_xml[i][:-4] + '\n'
  36.     if i in trainval:
  37.         file_trainval.write(name)
  38.         if i in train:
  39.             file_train.write(name)
  40.         else:
  41.             file_val.write(name)
  42.     else:
  43.         file_test.write(name)
  44.  
  45. file_trainval.close()
  46. file_train.close()
  47. file_val.close()
  48. file_test.close()

 1.2 通过voc_label.py得到适合yolov5训练需要的

  1. # -*- coding: utf-8 -*-
  2. import xml.etree.ElementTree as ET
  3. import os
  4. from os import getcwd
  5.  
  6. sets = ['train', 'val']
  7. classes = ["missing_hole","mouse_bite","open_circuit","short","spur","spurious_copper"]   # 改成自己的类别
  8. abs_path = os.getcwd()
  9. print(abs_path)
  10.  
  11. def convert(size, box):
  12.     dw = 1. / (size[0])
  13.     dh = 1. / (size[1])
  14.     x = (box[0] + box[1]) / 2.0 - 1
  15.     y = (box[2] + box[3]) / 2.0 - 1
  16.     w = box[1] - box[0]
  17.     h = box[3] - box[2]
  18.     x = x * dw
  19.     w = w * dw
  20.     y = y * dh
  21.     h = h * dh
  22.     return x, y, w, h
  23.  
  24. def convert_annotation(image_id):
  25.     in_file = open('Annotations/%s.xml' % (image_id), encoding='UTF-8')
  26.     out_file = open('labels/%s.txt' % (image_id), 'w')
  27.     tree = ET.parse(in_file)
  28.     root = tree.getroot()
  29.     size = root.find('size')
  30.     w = int(size.find('width').text)
  31.     h = int(size.find('height').text)
  32.     for obj in root.iter('object'):
  33.         difficult = obj.find('difficult').text
  34.         #difficult = obj.find('Difficult').text
  35.         cls = obj.find('name').text
  36.         if cls not in classes or int(difficult) == 1:
  37.             continue
  38.         cls_id = classes.index(cls)
  39.         xmlbox = obj.find('bndbox')
  40.         b = (float(xmlbox.find('xmin').text), float(xmlbox.find('xmax').text), float(xmlbox.find('ymin').text),
  41.              float(xmlbox.find('ymax').text))
  42.         b1, b2, b3, b4 = b
  43.         # 标注越界修正
  44.         if b2 > w:
  45.             b2 = w
  46.         if b4 > h:
  47.             b4 = h
  48.         b = (b1, b2, b3, b4)
  49.         bb = convert((w, h), b)
  50.         out_file.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\n')
  51.  
  52. wd = getcwd()
  53. for image_set in sets:
  54.     if not os.path.exists('labels/'):
  55.         os.makedirs('labels/')
  56.     image_ids = open('ImageSets/Main/%s.txt' % (image_set)).read().strip().split()
  57.     list_file = open('%s.txt' % (image_set), 'w')
  58.     for image_id in image_ids:
  59.         list_file.write(abs_path + '/images/%s.jpg\n' % (image_id))
  60.         convert_annotation(image_id)
  61.     list_file.close()

2.基于Yolov5 的PCB缺陷识别

2.1配置 pcb.yaml

 2.2 修改yolov5s_pcb.yaml

  1. # YOLOv5 
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