Una Red de Fusión de Atención Adaptativa Ligera para la Detección de Defectos de Electrowetting en Tiempo Real
Autores: Chen, Rui; Zheng, Jianhua; Long, Wufa; Chen, Haolin; Luo, Zhijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una Red de Fusión de Atención Adaptativa Ligera para la Detección de Defectos de Electrowetting en Tiempo Real
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Electrowetting
Defectos
Detección
ASAF-Net
Mecanismos de atención
En tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de pantallas por electrowetting es cada vez más prevalente en aplicaciones modernas de microfluidos y papel electrónico, sin embargo, sigue siendo susceptible a defectos a microescala como el burn-in de pantalla, la captura de carga y la deformación de píxeles. Estos defectos a menudo presentan bajo contraste, morfología irregular y diversidad de escalas, lo que plantea desafíos significativos para los métodos de detección convencionales. Para abordar estos problemas, proponemos ASAF-Net, una nueva red ligera que incorpora mecanismos de atención adaptativa para la detección de defectos por electrowetting en tiempo real. Nuestro enfoque integra tres innovaciones clave: un módulo de Atención de Fusión de Convolución Parcial Multiescalar que mejora la representación de características con un costo computacional reducido a través de la partición por canales; una Pirámide de Fusión de Atención de Escala Adaptativa que introduce una capa P2 dedicada para la detección de defectos a nivel micrón en cuatro escalas jerárquicas; y una función de pérdida Shape-IoU que mejora la precisión de localización para objetivos pequeños e irregulares. Evaluado en un conjunto de datos personalizado de defectos por electrowetting que comprende siete categorías, ASAF-Net logra un mAP@0.5 de 0.982 con una tasa de detección fallida de solo 1.5%, mientras opera a 112 FPS con solo 9.82 M parámetros. Experimentos comparativos demuestran su superioridad sobre modelos existentes como YOLOv8 y RT-DETR, particularmente en la detección de defectos desafiantes como la captura de carga. Este trabajo proporciona una solución eficiente y práctica para la inspección de calidad en tiempo real de alta precisión en la fabricación de pantallas por electrowetting.
Descripción
La tecnología de pantallas por electrowetting es cada vez más prevalente en aplicaciones modernas de microfluidos y papel electrónico, sin embargo, sigue siendo susceptible a defectos a microescala como el burn-in de pantalla, la captura de carga y la deformación de píxeles. Estos defectos a menudo presentan bajo contraste, morfología irregular y diversidad de escalas, lo que plantea desafíos significativos para los métodos de detección convencionales. Para abordar estos problemas, proponemos ASAF-Net, una nueva red ligera que incorpora mecanismos de atención adaptativa para la detección de defectos por electrowetting en tiempo real. Nuestro enfoque integra tres innovaciones clave: un módulo de Atención de Fusión de Convolución Parcial Multiescalar que mejora la representación de características con un costo computacional reducido a través de la partición por canales; una Pirámide de Fusión de Atención de Escala Adaptativa que introduce una capa P2 dedicada para la detección de defectos a nivel micrón en cuatro escalas jerárquicas; y una función de pérdida Shape-IoU que mejora la precisión de localización para objetivos pequeños e irregulares. Evaluado en un conjunto de datos personalizado de defectos por electrowetting que comprende siete categorías, ASAF-Net logra un mAP@0.5 de 0.982 con una tasa de detección fallida de solo 1.5%, mientras opera a 112 FPS con solo 9.82 M parámetros. Experimentos comparativos demuestran su superioridad sobre modelos existentes como YOLOv8 y RT-DETR, particularmente en la detección de defectos desafiantes como la captura de carga. Este trabajo proporciona una solución eficiente y práctica para la inspección de calidad en tiempo real de alta precisión en la fabricación de pantallas por electrowetting.