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吉林化工学院学报, 2026, 43(1): 8-15     https://doi.org/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2026.01.002
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基于改进YOLOv8n的钢材表面缺陷检测算法研究
高静,刘宇阳**,郑力军
吉林化工大学 信息与控制工程学院,吉林 吉林 132022
Research on Steel Surface Defect Detection Algorithm based on the Improved YOLOv8n Algorithm 
GAO Jing, LIU Yuyang**,ZHENG Lijun
School of Information and Control Engineering, Jilin University of Chemical Technology, Jilin City 132022,China
下载:  PDF (4749KB) 
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摘要 针对钢材表面存在的缺陷问题,提出了一种改进YOLOv8n模型的缺陷检测算法。首先,使用聚焦线性注意力机制改进YOLOv8n的主干网络,增强模型对于钢材缺陷中较小目标的检测能力。其次,通过引入SeaFormer模块,降低模型推理延迟,提高模型性能。再次,将YOLOv8n模型的CIoU损失函数转换为MPDIoU,在考虑重叠或非重叠区域、中心点距离以及宽度和高度偏差的同时,简化了计算过程。最后,通过知识蒸馏技术,在不增加模型大小和参数量的情况下,进一步提高检测准确率。改进后的算法在GC10-DET数据集上,mAP50达到77.0%,相比原始YOLOv8n模型提高了12.9%。并且在冲孔、焊缝、折痕以及腰部折痕的识别中,平均精度AP值分别达到了96.0%、99.5%、97.2%和99.5%。实验结果表明,改进后的模型在钢材表面缺陷检测中,其检测性能具有明显优势。
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高静
刘宇阳
郑力军
关键词:  YOLOv8n   钢材表面   缺陷检测   注意力机制   知识蒸馏    
Abstract: For the problem of defects on steel surfaces, a defect detection algorithm is proposed to improve the YOLOv8n model. First, the backbone network of YOLOv8n is improved using a focused linear attention mechanism to enhance the model's ability to detect smaller targets in steel defects. Second, the model inference delay is reduced and the model performance is improved by introducing the SeaFormer module. Again, the CIoU loss function of the YOLOv8n model is converted to MPDIoU, which simplifies the computation process while taking into account the overlapping or non-overlapping regions, centroid distances, as well as width and height deviations. Finally, the detection accuracy is further improved by the knowledge distillation technique without increasing the model size and the number of parameters. The improved algorithm achieves a mAP50 of 77% on the GC10-DET dataset, which is 12.9% higher than the original YOLOv8n model. And the AP values reached 96.0%, 99.5%, 97.2% and 99.5% in the identification of punched holes, welded seams, creases and waist creases, respectively. The experimental results prove that the improved model has obvious advantages in the detection performance of steel surface defects detection.
Key words:  YOLOv8n    steel surface    defect detection    attention mechanism    knowledge distillation 
               出版日期:  2026-01-25      发布日期:  2026-07-11      整期出版日期:  2026-01-25
ZTFLH:  TP391.41  
引用本文:    
高静, 刘宇阳, 郑力军. 基于改进YOLOv8n的钢材表面缺陷检测算法研究[J]. 吉林化工学院学报, 2026, 43(1): 8-15.
GAO Jing, LIU Yuyang, ZHENG Lijun. Research on Steel Surface Defect Detection Algorithm based on the Improved YOLOv8n Algorithm . Journal of Jilin Institute of Chemical Technology, 2026, 43(1): 8-15.
链接本文:  
https://xuebao.jlict.edu.cn/CN/10.16039/j.cnki.cn22-1249.2026.01.002  或          https://xuebao.jlict.edu.cn/CN/Y2026/V43/I1/8
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