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Ultralytics YOLO 为 Specialvideo 的食品检测工具提供支持

问题

Specialvideo 试图为披萨制造商建立一个可靠、高速的质量控制流程,因为人工检查无法满足每 600 毫秒生产一个披萨的速度。

解决方案

通过集成 Ultralytics YOLO 模型,Specialvideo 的人工智能食品检测系统将检测准确率提高到 95% 以上,并将检测时间缩短到每个披萨 250ms 以下。

披萨生产商通常需要高速生产具有视觉吸引力的高品质产品,但人工检测每个披萨的配料可能会耗费大量时间。Specialvideo 利用视觉人工智能驱动方法实时检测和计算配料,使生产商能够坚持配方标准、减少浪费并保持平稳运营。

在测试各种视觉解决方案时,Specialvideo 发现某些技术(如语义分割)在处理重叠或隐藏的配料时很吃力。通过使用Ultralytics YOLO 模型,他们解决了这些问题,并开发出一种可靠、高精度的人工智能质量控制系统,能够即时识别、计数和验证配料。该系统可在不影响生产速度的情况下确保稳定的质量。

利用计算机视觉改进人工智能食品检测

Specialvideo 于 1993 年在意大利伊莫拉成立,拥有 30 多年设计先进计算机视觉系统的经验,主要用于机器人引导、自动检测和缺陷检测。他们的专业技术还延伸到食品行业的计算机视觉领域。 

特别是,他们开发了一个视觉人工智能食品检测系统,利用实例分割来简化披萨生产。该系统将每种配料视为一个独立的物体,可以实时准确地检测、分割和计算配料。它能解决遮挡(一种配料被另一种配料部分遮挡)和重复检测(一种配料只有一种,而系统却能识别出两种)等问题。通过识别放置错误(即配料不平衡),制造商可以相应地调整生产参数。

该模式的设计易于容纳新的成分,无需全面检修即可进行重新培训。

此外,该系统还能检查形状、验证颜色是否符合要求并检测潜在的污染物,确保每件产品都符合较高的安全和质量标准。

实时食品质量控制(质检)面临的挑战

披萨制造商通常以令人难以置信的高速运转,每 600 毫秒就能生产出一个新披萨。在这样的速度下,人工检查员很难跟上,这就给监控配料和准确检测任何缺陷带来了挑战。

此外,萨拉米香肠和蘑菇等重叠配料会相互遮盖,有时会导致披萨缺少或配料过多、分布不正确或数量不一致。这不仅破坏了产品的统一性,而且当顾客收到的披萨不符合他们的期望时,也会损害品牌的声誉。 

与此同时,这些问题还会导致废品率上升和资源浪费,从而增加运营成本。此外,人工检查员在长时间轮班后可能会感到疲劳,导致注意力减弱,增加出错的风险。 

认识到这些隐患后,许多制造商开始采用计算机视觉质量控制和自动食品检测系统。这些创新系统提供实时监督,有助于减少人为错误,同时支持高质量的产出。 

利用机器视觉实时检测食品缺陷

Specialvideo 的 Vision AI 解决方案使用 Ultralytics YOLO 模型的实例细分支持来实时检测每个披萨,从而确保只有优质产品才能送达消费者手中。它通过将每个披萨与食谱进行比较,准确计算和测量配料,快速检测出配料缺失或多余、分布不均和数量不一致等问题。

一旦检测到有问题的披萨,无论是由于配料不对齐、配料量不正确,还是由于蓝色塑料等污染物,系统都会自动将其转移到废品线。 

为了在部署后保持准确性,Specialvideo 不断扩大数据集,提高标签准确性,并定期对 YOLO 进行再训练。他们在训练过程中使用数据扩充来防止过度拟合,并帮助模型从有限的样本中泛化。此外,10% 的训练图像以玛格丽塔披萨为特色,提供了有用的背景情况,这有助于网络处理即使是相同配料类型的变化,例如不同种类的萨拉米香肠。

除此之外,为了使再培训过程更加高效,Specialvideo 还为新的披萨配料实施了一个工作流程。该工作流程利用 YOLO 加快了新图像的标注速度,在配料品种不断变化的过程中减少了对人工监督的需求。

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图 1.YOLO 用于检测和分割披萨上的配料,以进行人工智能食品检测。

为什么选择 Ultralytics YOLO 模型?

Specialvideo 选择使用 Ultralytics YOLO 模型,是因为它们在人工智能模型的性能和成本之间取得了很好的平衡。该系统采用 Nvidia GTX-1660gt GPU(图形处理器),推理时间仅为 200 - 250 毫秒,足以应对每 600 毫秒制作一个披萨的生产线。 

YOLO 的高效处理速度有助于实时质量控制。总之,这种方法不仅简化了生产流程,还支持可扩展性,使其成为大批量食品生产环境的强大解决方案。 

支持 YOLO 的食品检测解决方案准确率达 99

通过集成 Ultralytics YOLO 模型,Specialvideo 的人工智能食品检测解决方案改变了披萨生产的质量控制。该模型在超过 1,500 张图像的强大数据集上进行了训练,能够准确识别 10 多种不同的配料,并将其分为可计数项目(如橄榄、萨拉米香肠片、凤尾鱼和马苏里拉芝士球)和不可计数项目(如火腿块、蘑菇、奶酪片和辣椒)。 

YOLO 驱动的系统可实时运行,准确率高达 99%,性能优于人工检测人员,与人工方法相比大大缩短了检测时间。 

有趣的是,该解决方案还能准确识别沙拉和意大利面等初始培训中未包括的食品成分,从而更容易地扩展到新的产品线,取得了可喜的成果。最终,这种创新方法提高了运营效率,最大限度地减少了浪费,降低了成本,为自动化食品检测和质量保证树立了新的标杆。

促进食品工业的智能制造

Specialvideo 未来的发展前景令人振奋。公司计划将 Vision AI 解决方案扩展到沙拉和意大利面等其他食品。通过不断调整深度学习模型和扩大数据集,Specialvideo 希望进一步改善实时质量控制,减少浪费,提高生产效率。这些改进将有助于建立新的行业标准。

想利用视觉人工智能(Vision AI)提高运营效率?前往我们的GitHub 存储库,了解 Ultralytics 的人工智能解决方案如何在医疗保健人工智能 制造业计算机视觉等领域产生影响。详细了解我们的 YOLO 模型和许可选项,向更智能、更高效的自动化迈出第一步。

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常见问题

什么是 Ultralytics YOLO 模型?

Ultralytics YOLO 模型是一种计算机视觉架构,用于分析来自图像和视频输入的视觉数据。这些模型可用于物体检测、分类、姿势估计、跟踪和实例分割等任务的训练:

  • Ultralytics YOLOv5
  • Ultralytics YOLOv8
  • Ultralytics YOLO11

Ultralytics YOLO 模型之间有什么区别?

Ultralytics YOLO11 是我们计算机视觉模型的最新版本。与之前的版本一样,它支持所有计算机视觉任务,这些都是视觉人工智能社区对 YOLOv8 的喜爱。不过,新版 YOLO11 的性能和准确度更高,使其成为应对现实世界行业挑战的强大工具和完美盟友。

我应该为我的项目选择哪种 Ultralytics YOLO 模型?

您选择使用哪种模式取决于您的具体项目要求。关键是要考虑到性能、准确性和部署需求等因素。以下是简要概述:

  • Ultralytics YOLOv8 的部分主要功能:
  1. 成熟稳定:YOLOv8 是一个成熟、稳定的框架,拥有丰富的文档资料,并与早期的 YOLO 版本兼容,因此非常适合集成到现有的工作流程中。
  2. 易于使用:YOLOv8 易于初学者设置,安装简单直接,非常适合各种技能水平的团队使用。
  3. 成本效益高:它所需的计算资源较少,是注重预算的项目的最佳选择。
  • Ultralytics YOLO11 的部分主要功能:
  1. 更高的精确度:YOLO11 在基准测试中的表现优于 YOLOv8,以更少的参数实现了更高的精确度。
  2. 高级功能它支持姿势估计、物体跟踪和定向边界框(OBB)等尖端任务,提供无与伦比的多功能性。
  3. 实时效率:YOLO11 针对实时应用进行了优化,推理时间更快,在边缘设备和对延迟敏感的任务中表现出色。
  4. 适应性强:YOLO11 具有广泛的硬件兼容性,非常适合在边缘设备、云平台和英伟达™(NVIDIA®)GPU 上部署。

我需要什么许可证?

Ultralytics YOLO 存储库(如 YOLOv5 和 YOLO11)默认按照 AGPL-3.0 许可发布。这种经 OSI 批准的许可证专为学生、研究人员和爱好者设计,旨在促进开放合作,并要求任何使用 AGPL-3.0 组件的软件也必须开源。
如果您的项目涉及将 Ultralytics 软件和人工智能模型嵌入到商业产品或服务中,并且您希望绕过 AGPL-3.0 的开源要求,那么企业许可证是您的理想选择。

‍企业许可证的优势包括

  • 商业灵活性:修改并将 Ultralytics YOLO 源代码和模型嵌入专有产品中,无需遵守 AGPL-3.0 的要求,即可将项目开源。
  • 专有开发:完全自由地开发和发布包含 Ultralytics YOLO 代码和模型的商业应用程序。

为确保无缝集成并避免 AGPL-3.0 限制,请使用所提供的表格申请 Ultralytics 企业许可证。我们的团队将协助您根据具体需求定制许可证。

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