專利名稱：分類系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分類系統(tǒng)和包含分類系統(tǒng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一般情況下，二元分類器被訓(xùn)練以區(qū)分概念類(concept class)和反概念類(counter-concept class)。訓(xùn)練包括將一組已知其正確分類的樣本提供給分類器，并基于分類器的能力來調(diào)整內(nèi)部參數(shù)，以正確地將這些訓(xùn)練樣本分類。當(dāng)在訓(xùn)練期間概念和反概念樣本都被使用時(shí)，分類器被稱為雙邊的(two-sided)，并且分類準(zhǔn)確度一般較高。
但是，在某些情形下，不能獲得反概念訓(xùn)練樣本或者獲得反概念樣本代價(jià)高，因此分類器必須在沒有反概念樣本的情況下被訓(xùn)練。這樣的一個(gè)示例是被用作用于焊點(diǎn)檢查(即區(qū)分合格的和有缺陷的焊點(diǎn))的機(jī)器視覺系統(tǒng)的一部分的分類器。在訓(xùn)練時(shí)，雖然合格接點(diǎn)的樣本通常很豐富，但是有缺陷的接點(diǎn)樣本卻很稀少。
在無法獲得用于訓(xùn)練的反概念樣本的情況下，一種方法是使用單邊(single-sided)分類器，其被訓(xùn)練為識(shí)別概念類，而不是區(qū)分概念和反概念類。不幸的是，單邊分類器僅在很特定和很少的條件下與雙邊分類器的準(zhǔn)確度相當(dāng)。此外，經(jīng)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)單邊分類器可能比雙邊分類器需要更多的概念訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而顯著增加訓(xùn)練時(shí)間。
本發(fā)明解決在沒有特定的反概念樣本的情況下建立用于檢查系統(tǒng)的分類器的問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種分類系統(tǒng)，包括用于使用概念實(shí)例(conceptcase)和反概念實(shí)例(counter-concept case)來對(duì)待查實(shí)例(query case)進(jìn)行分類的雙邊分類器，其中所述系統(tǒng)還包括過濾器，用于對(duì)反概念實(shí)例庫(library)進(jìn)行過濾，以提供提煉的反概念實(shí)例基(case-base)，反概念實(shí)例基被雙邊分類器用于特定的分類會(huì)話。
在一個(gè)實(shí)施例中，過濾器包括單邊分類器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，過濾器使用任務(wù)特定的概念實(shí)例基來過濾反概念實(shí)例庫。
在另一個(gè)實(shí)施例中，過濾器通過將庫實(shí)例與多個(gè)概念實(shí)例進(jìn)行比較來進(jìn)行操作。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述比較確定得分，閾值被自動(dòng)生成，閾值的一側(cè)指示概念實(shí)例，另一側(cè)指示反概念實(shí)例。
在另一個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng)包括反饋機(jī)構(gòu)，用于在分類期間識(shí)別出假故障時(shí)動(dòng)態(tài)更新任務(wù)特定的概念實(shí)例基。
在另一個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng)包括反饋機(jī)構(gòu)，用于在分類期間識(shí)別出真故障時(shí)動(dòng)態(tài)更新過濾后的反概念實(shí)例基。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述反饋機(jī)構(gòu)更新反概念實(shí)例庫。
在另一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于生成反概念實(shí)例庫的裝置。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括如上定義的分類系統(tǒng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器視覺系統(tǒng)是焊膏檢查系統(tǒng)。
從下面對(duì)本發(fā)明某些實(shí)施例的描述中可更清楚地理解本發(fā)明，該描述僅是實(shí)例性的并且參考了附圖，在附圖中圖1是被用作為本發(fā)明一部分的過濾器處理的流程圖；圖2和圖3是示出了過濾器處理的操作的圖表；以及圖4是示出了系統(tǒng)的分類處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了在手頭僅有用于特定檢查任務(wù)的概念樣本時(shí)，用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的有效分類器。其使用來自某些類似任務(wù)的反概念樣本的庫。
一般地，反概念樣本很有可能被檢查系統(tǒng)在其操作期間發(fā)現(xiàn)。由于很多檢查任務(wù)需要對(duì)類似類別的問題重復(fù)創(chuàng)建分類器，因此有理由推斷，在這些情形下，可以收集相當(dāng)大的類似的反概念樣本庫。例如，對(duì)于焊點(diǎn)檢查，可能要在制造的每種模型的板上對(duì)每種接點(diǎn)類型建立分別的分類器。被這些分別的系統(tǒng)標(biāo)記為有缺陷的所有接點(diǎn)可以被采集到有缺陷接點(diǎn)的樣本庫中。
參考圖1，過濾器處理1使得這樣的先前采集的反概念樣本庫2的一個(gè)子集被選擇，這些反概念樣本與一組任務(wù)特定的概念樣本3最相關(guān)。
反概念樣本庫2是從對(duì)類似檢查任務(wù)建立的分類器采集的。這些分類器周期性地將待查實(shí)例分類為反概念類的成員。在進(jìn)行驗(yàn)證之后(自動(dòng)地或人工地)，這些待查實(shí)例可被添加到反概念實(shí)例的庫中。焊點(diǎn)檢查是其一個(gè)示例性的例子。各個(gè)分類器一般被建立以用于要被檢查的每種板上的每種接點(diǎn)。只要接點(diǎn)被分類為是有缺陷的，其就被人工驗(yàn)證。如果接點(diǎn)真的有缺陷，則其可被添加到反概念實(shí)例的庫中，作為有缺陷的焊點(diǎn)的真實(shí)樣本。
此外，還提供了任務(wù)特定的概念實(shí)例的實(shí)例庫3。一般地，這樣的集合(“好”樣本)是很容易獲得的。
但是，因?yàn)榉锤拍顦颖緦?shí)例庫2的成員來自很多不同的源，因此它的很多實(shí)例將不適于每種特定的分類環(huán)境。這個(gè)問題是通過執(zhí)行過濾器處理1來克服的，過濾器處理1被執(zhí)行以提供反概念實(shí)例庫2的與由任務(wù)特定的概念實(shí)例的集合3表征的手頭的檢查任務(wù)最相關(guān)的那些成員的實(shí)例基4。過濾由單邊分類器5執(zhí)行，其使用任務(wù)特定的概念實(shí)例的實(shí)例基3來識(shí)別反概念實(shí)例庫2的最適用實(shí)例。
單邊分類器5在識(shí)別和去除反概念實(shí)例庫2的與任務(wù)特定的概念實(shí)例3處于相同域的成員時(shí)尤其有效。因此，在后續(xù)的分類中，噪聲輸入被完全降低。
當(dāng)待查實(shí)例被提供用于分類時(shí)，它被與全部由概念實(shí)例構(gòu)成的實(shí)例基中存在的實(shí)例進(jìn)行比較。待查實(shí)例到實(shí)例基的每個(gè)成員之間的距離被計(jì)算，并且到與待查實(shí)例最接近的實(shí)例的距離被求和，并被轉(zhuǎn)換為得分。該得分以如下方式計(jì)算到實(shí)例基的成員較近的那些待查實(shí)例被給予比較遠(yuǎn)的實(shí)例更高的得分。如果計(jì)算得到的得分高于自動(dòng)確定的閾值，則待查實(shí)例被認(rèn)為是概念類的成員，否則其被認(rèn)為是反概念類的成員。
參考圖2，其示出了被單邊分類器使用的概念實(shí)例(每個(gè)實(shí)例由兩個(gè)特征組成)以及一個(gè)待查實(shí)例。示出了分類處理。參考圖3，其示出了一些其他待查實(shí)例的分類。
參考圖4，分類系統(tǒng)8利用被提供給雙邊分類器11的待查實(shí)例10來操作。分類器11可以以很好的性能以典型的雙邊方式工作，因?yàn)樗仁褂酶拍顚?shí)例(任務(wù)特定的概念實(shí)例的實(shí)例基3)又使用反概念實(shí)例(過濾器處理1所生成的過濾后的實(shí)例基4)。
雙邊分類器11的輸出被監(jiān)視(自動(dòng)地或人工地)，以識(shí)別真故障和假故障。真故障實(shí)例20被自動(dòng)添加到過濾器集合4，以對(duì)該情況作出實(shí)時(shí)反饋，還被添加到反概念實(shí)例庫2，以用于創(chuàng)建將來的分類器。假故障實(shí)例25被添加到任務(wù)特定的概念實(shí)例集合3。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，而是可以在結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)方面有所改變。
權(quán)利要求
1.一種分類系統(tǒng)，包括用于使用概念實(shí)例和反概念實(shí)例來對(duì)待查實(shí)例分類的雙邊分類器，其中所述系統(tǒng)還包括過濾器，用于過濾反概念實(shí)例庫，以提供提煉的反概念實(shí)例基，以便由所述雙邊分類器用于特定的分類會(huì)話。
2.如權(quán)利要求1所述的分類系統(tǒng)，其中，所述過濾器包括單邊分類器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分類系統(tǒng)，其中，所述過濾器使用任務(wù)特定的概念實(shí)例基來過濾所述反概念實(shí)例庫。
4.如權(quán)利要求1到3中任意一個(gè)所述的分類系統(tǒng)，其中，所述過濾器通過將庫實(shí)例與多個(gè)概念實(shí)例相比較來操作。
5.如權(quán)利要求4所述的分類系統(tǒng)，其中，對(duì)于所述比較，得分被確定出，并且閾值被自動(dòng)生成，閾值的一側(cè)指示概念實(shí)例，另一側(cè)指示反概念實(shí)例。
6.如權(quán)利要求3到5中任意一個(gè)所述的分類系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括反饋機(jī)構(gòu)，用于在分類期間識(shí)別出假故障時(shí)，動(dòng)態(tài)地更新所述任務(wù)特定的概念實(shí)例基。
7.如權(quán)利要求1到6中任意一個(gè)所述的分類系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括反饋機(jī)構(gòu)，用于在分類期間識(shí)別出真故障時(shí)，動(dòng)態(tài)地更新所述過濾后的反概念實(shí)例基。
8.如權(quán)利要求7所述的分類系統(tǒng)，其中，所述反饋機(jī)構(gòu)更新所述反概念實(shí)例庫。
9.如權(quán)利要求1到8中任意一個(gè)所述的分類系統(tǒng)，還包括用于生成所述反概念實(shí)例庫的裝置。
10.一種包括如權(quán)利要求1到9中任意一個(gè)所述的分類系統(tǒng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的機(jī)器視覺系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器視覺系統(tǒng)是焊膏檢查系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種對(duì)焊點(diǎn)圖像分類的分類系統(tǒng)，其具有雙邊分類器，待查實(shí)例被提供給雙邊分類器。它可在沒有任務(wù)特定的反概念實(shí)例(“壞樣本”)的環(huán)境中操作，因?yàn)樗鼘?duì)一般的反概念實(shí)例的庫進(jìn)行過濾，以提供提煉的反概念實(shí)例集合。過濾操作由單邊分類器執(zhí)行，其使用任務(wù)特定的概念實(shí)例基來執(zhí)行過濾。
文檔編號(hào)G06K9/62GK1858775SQ20061007900
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日
發(fā)明者詹姆士·馬洪, 布雷恩·麥克內(nèi)密, 約翰·多爾蒂, 理查德·艾萬斯 申請(qǐng)人:Mv研究有限公司