00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IC
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8422
Tipo: Dissertação
Título: Novo modelo de rede neural para detecção de objetos aplicado à inspeção industrial
Título(s) alternativo(s): New neural network model for object detection applied to industrial inspection
Autor(es): Ferreira, Bruno Georgevich
Primeiro Orientador: Vieira, Tiago Figueiredo
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, Thales Miranda de Almeida
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Douglas Cedrim
Resumo: Em muitas indústrias, a montagem de componentes específicos para serem inseridos em um recipiente de plástico é um procedimento manual. Cada kit deve ser composto por peças específicas seguindo uma receita pré-definida, que pode ser atualizada ao longo do tempo. Kits montados de forma inadequada causam retrabalho, reduzindo a qualidade e o tempo de produção. Aqui propomos melhorias em um modelo de detecção de objetos, capaz de realizar uma inspeção de qualidade, incrementando as funcionalidades do Few-Shot Object Detection (FSOD) baseado no modelo OS2D, previamente proposto na literatura. O modelo OS2D apresenta limitações ao tentar detectar objetos de aspect ratio que não se encaixam nas âncoras predeterminadas. Além disso, ele também tem um mecanismo de inferência que o restringe a apenas uma imagem de referência para cada classe, dificultando a detecção de objetos mais complexo, que se apresentam diferentes para cada ângulo. Dessa forma, foi proposto o modelo OS2D aprimorado (OS2D+) incorporando camadas de distorção e correção e modificando sua estratégia de inferência para facilitar a utilização de múltiplas imagens referências por componente. Para que seja possível avaliar os resultados da solução OS2D+, desenvolveu-se também uma outra solução baseada em processamento de imagens (PIMG), para que os resultados das duas sejam comparados. Foram propostas as camadas de distorção e correção, que compõem à solução OS2D+, permitindo que a mesma possa detectar objetos cujo aspect ratio não se enquadre em nenhuma âncora de detecção do modelo OS2D. O mecanismo de inferência do modelo OS2D também foi modificado, buscando viabilizar a inferência de múltiplas imagens de referência, para cada componente de um kit. Por fim, realizou-se uma comparação entre os desempenhos dos dois modelos, na tentativa de analisar se as modificações realizadas no OS2D+ incrementaram a performance do modelo OS2D em detectar objetos. Após a análise, a solução OS2D+ proposta se mostrou mais robusta que a PIMG, detectando menos falsos positivos e negativos, além de apresentar um tempo de inferência menor. Entretanto, a solução PIMG foi capaz de fornecer melhores estimações de bounding boxes (BB), devido ao seu processo de proposição de localizações. Ainda assim, a solução OS2D+ apresenta potencial para ter estimações equivalentes à PIMG, sendo necessário um ajuste fino em seus parâmetros. Também foi construída uma base de dados composta de 111 fotos, que descrevem cinco kits diferentes e seus respectivos componentes. Essa base de dados foi anotada e utilizada para mensurar os resultados das duas soluções propostas.
Abstract: In many industries, assembling specific components to be inserted into a plastic container is a manual procedure. Each kit must be comprised of specific parts following a pre-defined recipe, which can be updated throughout time. Kits assembled inadequately cause rework, reducing production quality and time. Here we propose improvements in an object detection model, capable of performing a quality inspection, increasing the features of Few-Shot Object Detection (FSOD) based on the OS2D model, previously proposed in the literature. The OS2D model has limitations when trying to detect objects of aspect ratio that do not fit the predetermined anchors. In addition, it also has an inference mechanism that restricts it to only one reference image for each class, making it difficult to detect more complex objects, which are different for each angle. Bearing in mind this, the improved OS2D model (OS2D+) was proposed, incorporating layers of distortion and correction and modifying its inference strategy to facilitate the use of multiple reference images per component. In order to be able to evaluate the results of the OS2D+ solution, a image processing based solution (PIMG) was also developed, so the results of both solutions can be compared. The distortion and correction layers of the OS2D+ solution allowing it to detect objects whose aspect ratio does not fit into any OS2D detection anchor. The inference mechanism of the OS2D model has also been modified, seeking to enable the inference of multiple reference images to a kit component. Finally, the performances of both models were compared, in an attempt to evaluate whether the modifications proposed in the OS2D+ model improved the ability of the OS2D model of detecting objects. Finally, the proposed OS2D+solution proved to be more robust than PIMG, detecting fewer false positives and negatives, in addition to presenting a shorter inference time. However, the PIMG solution was able to provide better bounding boxes (BB) estimations due to its process of proposing locations. Despite this, the OS2D+ solution has the potential to have equivalent estimations, requiring a fine adjustment in its parameters. A database composed of 111 photos was also built, describing five different kits and their respective components. This database was annotated and used to measure the results of the two proposed solutions.
Palavras-chave: Rede neural
Monitoração industrial
Processamento de imagens
Software – monitoramento
Components kits inspection
Image processing
Few-shot learning
Few-shot object detection
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Informática
Citação: FERREIRA, Bruno Georgevich. Novo modelo de rede neural para detecção de objetos aplicado à inspeção industrial. 2022. 54 f. Dissertação (Mestrado em Informática) – Instituto de Computação, Programa de Pós-Graduação em Informática, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8422
Data do documento: 23-abr-2021
Aparece nas coleções:Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Novo modelo de rede neural para detecção de objetos aplicado à inspeção industrial.pdf22.5 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.