深度学习在解决复杂问题过程中的关键在于其“深度”,其中的“深度”指的并不是利用这种方法所获取的更深层次的理解,那么这个“深”到底体现在什么地方呢?
看到下图中的大概过程了吗?没错,深度学习的流程就是经过层层筛选、层层选拔、层层递进,然后才可以给出最终的答案,所以这个“深”就体现在这个分“层”上。
深度学习的本质就是人工神经网络技术,该技术模拟人脑中的神经元结构,通过人工神经网络对数据反映出来的特征信息进行提取,把复杂的映射分解成具有层次关系的多个简单映射,并通过层次表达来解决这个问题,最后得到输出的结果。与传统的机器学习相比,深度神经网络具有更强的泛化能力和更高的学习效率,能够帮助人类解决更为复杂的问题。
如此抽象的神经网络和深度学习技术,我们是否可以自己进行使用,甚至自己进行数据和答案的建立,自己让计算机进行学习呢?答案是可以。
Euresys就为我们提供了一个深度学习的软件(Open eVision Deep learning Studio),用户可以自己进行图像数据的输入,然后通过软件自动进行学习,最后查看学习的结果。该软件采用了向导式的操作界面,用户可以按照界面的提示选择工具,并依序完成图像数据集的标定、数据集划分、数据增强、参数的设置、训练结果确认,并使用训练模型进行实际测试。
深度学习软件(Deep learning Studio)一共包含了EasyClassify、EasySegment和EasyLocate。
EasyClassify
EasyClassify是分类工具,并将整个图像作为特征。用户只需标记训练图像(即告知哪些是优良图像,哪些是不良图像,或哪些图像属于哪个类别),在学习过程之后,EasyClassify 库将对图像进行分类。对于提供的任何图像,它将返回预测概率,显示图像属于所示类别的可能性。
▲ 食品缺陷检测、裂缝检测
应用领域:存在/缺失检查、食品检验和分类等。
例如,如果流程要求将不良部件与优良部件分开,EasyClassify 将返回每个部件是优良还是不良,也会返回相应的概率。
EasySegment
EasySegment是分割工具,将每个像素的独立特征作为基准,可以进行缺陷检测和分割,识别有缺陷的部件,并精确指出图像中的缺陷位置。EasySegment分为无监督模式和监督模式:
在无监督模式下,EasySegment 学习何为“优良”样本(即无任何缺陷的样本)。它在训练时只使用“优良”样本图像,即可使用该工具将新图像按优良或缺陷进行分类,并分割出这些图像中的缺陷。
在监督模式下,EasySegment学习图像中的缺陷部分、何为“优良”部分。这个过程使用带有预期分割的图像来进行训练,即可使用该工具来检测和分割新图像中的缺陷。监督模式可以达到更高的精度,由于预期分割的缘故,相较于无监督模式,它可以分割更为复杂的缺陷。
▲ 异物检测
应用领域:纺织品检测、字符质量检测、PCB检测以及各种零部件缺陷检测等。
EasyLocate
EasyLocate是定位和识别工具,将图像中的矩形区域作为独立特征。用于定位和识别目标及产品、图像中的缺陷,同时它能够区分重叠的目标,因此非常适合于目标物体计数。
▲ 零件定位和计数
应用领域:零部件检验和分类、产品包装存在/缺失检查、视频监视等。
在生产过程中,借助工具可以实现精准地完成自动抓取、自动上料等操作;在交通运输中,借助工具可以准确获取车辆的位置信息。
Deep learning Studio特性
>> 包含用于创建、训练和评估数据集的免费 Deep Learning Studio 应用程序
>> 为机器视觉应用而优化的一组 Deep Learning 检查库
>> 执行图像分类、有监督或无监督的分割和目标定位
>> 包含EasyClassify、EasySegment和EasyLocate
>> 简单 API
>> 支持数据增强和掩码
>> 适用于Windows和Linux
>> 兼容 CPU 和 GPU 处理