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AI视觉造福工业质检 英特尔暨深视科技联合专访

2019年06月19日 作者 pzj

前言

现代工业生产中的质检非常重要,产品表面微小的划痕和凹坑等瑕疵就可能会酿成重大的事故,比如三星电池的爆炸。人工智能技术的发展已经开始赋能工业质检,效率和准确度都有了全面的提升。深视科技正是一家把人工智能技术应用于工业质检等生产制造环节的创新产业公司,使用AI视觉来取代传统人工目检。

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在近日深视科技同英特尔联合举办的线下沙龙上,上海深视科技首席执行官李扬和英特人技术官员在活动中接受了媒体的采访,就AI机器工业视觉在工业检测方面的应用,以及相关平台和技术做了深度解读。

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工业质检的时代潮流 AI视觉智能检测

首先有必有来了解一下工业机器视觉这也是AI视觉的硬件基础之一。它是通过摄像头等图像传感器来取代人工做一些目视的检查工作,这是一个已经发展了数十年的传统市场,拥有美国康耐视、日本基恩士千亿级的国际巨头公司。然而在以往的质检市场当中,机器视觉覆盖率不到5%,即便最近几年依然很低,主要原因是传统机器的检测能力依然比不上人眼。不过最近几年随着人工智能技术的快速发展以及中国对先进制造的重视,一切即将改变!

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深视科技AI视觉来取代一些目前必须通过人工目检的一些复杂的缺陷检测工作。其具体流程概括起来就是根据客户的样品做成像设计,使用先进光照、传感器,通过图像把产品缺陷抓取出来。接下来再将导致缺陷的问题数据进行标注输入到Deep Inspect系统平台中平台会根据数据训练算法模型自动判断产品的良莠。当数据模型达到相应的准确率之后,就可以安装到产线上取代人工操作了。

基于深度学习的通用型检测软件平台Deep Inspect

深视科技的产品包括两部分一是前面提到的Deep Inspect平台,它是基于深度学习的通用型检测软件平台,可以应用于很多行业。另外就是可以和不同行业的设备商合作,来为相应的行业提供完整的解决方案。目前已经在PCB行业、3C行业包括光学薄膜行业都有合作伙伴并且在工厂里进行落地和安装。

AI学习平台Deep Inspect深视科技的核心产品,是一个非常完备的通用型平台,包含在线标注、云端训练、终端的推理等功能点囊括了很多针对工业设计的深度学习模型,整个都是虚拟化技术,非常便于进行跨平台部署。

Deep Inspect平台采用了在工厂产线遇到的基于深度学习的所有缺陷检测基础的技术模块一共分为定位功能、分割功能和分类功能这几大类。首先是定位功能:比如在深视科技的轮胎打点检测方案中,定位功能非常重要:有没有这个产品产品处在流水线上的什么位置,都需要把它定位下来,特别是在背景和前景比较像的情况下,必须要通过深度学习来进行定位。第二部分是分割功能,比如说轮胎上有一个凹坑,或者是手机背板上一个划痕,这个凹坑、划痕到底在产品的哪个部位?Deep Inspect平台的分割功能可以进行像素级的自动标注,让这些缺陷无所遁形。而第三部分便是分类功能,深视科技检测技术不仅是取代人工,而是对整个工艺提升也有帮助,在定位出异常区域之后,可以进行一个分类,这样就有助于后续的归纳总结。最后一点就是OCR识别,在轮胎行业已经有一些文字识别的使用案例。

携手英特尔造福中外广大客户

米其林是深视科技的知名客户之一,项目的挑战在于传送带和轮胎都是深色系的,再加上轮胎又是橡胶材质,很难形成反射光,在成像当中传统方法很难进行准确的区分为此深视科技在这里进行了比较大的改进,通过产线上收集到的信号,可以知道轮胎长成什么样子再将信号读入Deep Inspect平台系统,就可以进行轮胎的定位,轮胎轮廓的检测,以及信息识别。最终将会通过完整性的检测,判断出这个轮胎是否合格,如果不合格会在产线下一个环节中把它剔除。其实欧洲人很早就想将质检设备进行智能化改革了,也找了一些欧洲的公司来尝试但是因为机器视觉技术并不成熟都归于失败

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前文提到,Deep Inspect平台是基于深度学习的通用型平台,它可以让产品的质量检测变得更加智能化。其实深度学习以下几个方面的因素,一方面是海量的数据,强大的计算能力以及人工智能技术深度学习技术的快速发展。其实传统的工控机计算能力方面并没有那么强,经常需要插一些加速卡,有时候会插一些GPU当然了,很多工厂类客户对于工控机的品质包括认证都有着较高的要求,没有办法使用GPU,因此深海科技的相关方案开始采用了英特尔专注于加速深度学习的OpenVINO工具包,取得了出乎意料的成功,后续的优化工作量并不太大,就取得了10倍以上的性能提升。

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如今Deep Inspect平台已经在更多的3C类产品客户中落地比如PCB检测、光学薄膜检测等深海科技与日化行业代表品牌宝洁也开始了合作,宝洁生产的电动牙刷等电子产品,PCB板焊锡这道工序上,也会影响产品的实际使用。比如说焊锡有一些缺锡,或者是电子元件位置摆放错误,还有焊锡下的线没有压牢等问题,这些工作之前都是通过人工来检测的。现在则通过AI视觉来搞定,效率获得大幅提升。

李扬表示,AI视觉智能检测在汽车零部件生产线中的应用,对于管控安全风险,提升社会效益有着重大的价值。汽车轴承中的轴套有5个面,每个面在生产过程当中都有可能会产生一些裂口,背面还会有一些凹坑,或者是在加工过程当中有烧伤,严重的时候5个面可能会有20几种缺陷,如果是人工来检测,一个人检测5个面20几种缺陷需要几秒的时间,效率并不高,在效果层面也存在很大的隐患。而通过深海科技的产品一天可以高效率高质量的检测几十万个产品处理得又好又快。现场展出了一些被检测出来的不合格案例破碎位置大都比较隐秘,如果不小心流到客户那边,不止是会面临一些罚款,而且可能会给最终的汽车用户带来安全风险!

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英特尔产品在工业PC中的应用广泛而深远

提到英特尔大家都会觉得很多电脑里都使用了英特尔的芯片,会觉得为什么英特尔会和工业打交道。实际上在工业应用场景下,也用到了很多工业PC,而这些工业PC当中很多的芯片也是用到了英特尔的芯片。比如人工智能(AI)和异构边缘计算AI在最近几年在视觉和图像分析领域取得了突破性的进展已经广泛应用于零售、监控、安防等领域。至于异构边缘计算,这一块是比较偏技术的。边缘计算是运行在边缘设备上的一些计算活动,大家手中的手机,笔记本电脑,智能相机都是边缘设备。包括像深视科技在工厂里部署的工业摄像机和工业的控制器也是一些边缘设备。人工智能对数据量要求非常大,对数据处理要求也非常高。如果说我们要把人工智能放在边缘做计算,对边缘设备的计算里要求是非常好的。

那么什么是异构,边缘设备当中,大家会认为边缘设备当中有一颗芯片,实际上这颗芯片当中有额外的一些计算单元。比如说笔记本电脑,大家都知道英特尔酷睿处理器包含了一个CPU,这个CPU里还集成了一个用于显示的集成显卡。这两个硬件的架构是不一样的,英特尔怎么样更好的利用边缘设备处理人工智能的计算,想到了异构计算,也就是说相当于把人工智能的计算活动平均分配到,或者是更好的分配到边缘设备上的不同的硬件架构,比如说CPU和集成显卡上,或者是其他的一些计算单元。这样的话,可以最好的发挥出边缘设备的计算能力,满足人工智能的计算要求。针对这样一个人工智能和异构边缘计算,英特尔提供了一个创新的视觉解决方案工具包OpenVINO,可以更好的将人工智能和异构边缘计算结合做一些方案的落地。

什么是OpenVINO工具套件?OpenVINO是一个开放的视觉推理和神经网络加速工具包。它可以加快高性能计算机视觉和深度学习视觉应用开发速度,支持在各种英特尔平台的硬件加速器上进行深度学习,允许异构执行。它的目标用户是一些软件开发人员,也可以是各行各业的视觉解决方案的专家。应用的领域理论上是只要你想用到视觉处理,又要利用英特尔的计算资源,你都需要用到OpenVINO工具包。它的应用领域可以是在工业自动化、办公自动化以及智慧交通等等。只要你用到了视觉,用到了英特尔的计算,都可以利用OpenVINO工具包去更好的利用边缘侧的设备做推理。但是需要说的是OpenVINO只在视觉的推理,而不在于视觉的训练。

这个工具套件的优势有几点。一是提高性能,因为是英特尔提供的一个工具包,它对英特尔不同的硬件架构处理单元是做了一些性能优化的,所以使用这个工具包可以最大发挥出英特尔计算单元的运算能力,性能可以得到提高。二是整合深度学习,深度学习是AI的一部分,视觉领域用的最多的AI就是基于深度学习的AI,英特尔对深度学习当中的卷积神经网络做了一些优化,用户可以很容易的使用OpenVINO去跑开源的比较流行的社区中的深度学习的网络应用。三是加速开发,OpenVINO套间支持了异构运行,用户只需要开发一个应用程序就可以运行在英特尔不同的硬件架构上,这相当于可以大大缩短用户的开发周期比如深海科技在产品落地时应用了OpenVINO之后,很短的时间里就可以将性能提高10倍部署到实际应用当中。四是创新和定制,OpenVINO是一个开放的工具,英特尔允许用户区定制和开发他自己的一些深度学习或者是传统OpenCV的基础库,也允许客户自己去添加他自己的独有代码,甚至可以帮助用户基于OpenVINO这个工具优化他自己的代码。

OpenVINO这个工具包含了两部分。一部分是深度学习部署工具(DLDT),这一块专门是用来做深度学习的。另外一部分是英特尔拥有的传统的视觉的工具库。OpenVINO把这两个工具库整合在一起变化程度统一的应用程序接口提供给用户去做开发和定制。深度学习部署工具库当中包含两块,一个是模型优化,英特尔团队会对这些深度学习的网络做一些优化。另外一部分是推理引擎,有了这个推理引擎就可以让用户开发的应用跑在不同的硬件上。这是英特尔深度学习的部署工具。OpenVINO不仅支持大家熟悉的Windows这样的操作系统,也支持CentOS、Ubuntu、Yocto、Linux等等操作系统,这就可以满足特定场景下,比如说工业控制领域,有的需要Linux操作系统,有的需要Windows操作系统,相同的工具都可以在这些操作系统上运行。

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后记

总而言之,采用DeepInspect平台包括英特尔OpenVINO工具包的深海科技产品是工业视觉方案的良好选择,既有高性能的机器视觉的硬件,提供了创新性的OpenVINO工具包,把硬件和软件结合起来,可以覆盖广泛的应用场景,并且适用于工业应用场景的需求。用户最终产品可以获得更低的功耗、更低的成本和灵活的开发设计。

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