服装厂废料(边角料)YOLO格式分类检测数据集

摘要:本研究采用的服装厂废料(边角料)分类检测数据集由研究团队自主构建,具备完整的数据采集与标注流程,并具有自主知识产权。数据集面向车间废料分拣与智能回收应用,涵盖棉布、牛仔布、针织布、皮革、涤纶、缝纫线团及人造皮革等 7 类典型废料目标。样本来源于实际及模拟车间场景,覆盖不同堆叠、遮挡、视角与光照条件,具有较强的代表性与多样性,可为 YOLO11 模型训练与性能评估提供有效支撑。

作者:Bob(原创数据集)

数据集概览

本数据集为猿创作者团队自主构建,具有明确的自主知识产权,仅限科研与教学使用。未经授权,禁止任何形式的复制、传播、转售或商业使用,违者将依法追究相关法律责任。

1.数据类型
本研究采用目标检测类型的服装厂废料(边角料)数据集,通过边界框对车间场景中的废料目标进行定位与分类,实现对棉布边角料、牛仔布边角料、针织布边角料、皮革边角料、涤纶边角料、缝纫线团以及人造皮革边角料等 7 类废料 的识别与检测。数据标注格式符合 YOLO 目标检测标准,可直接用于基于 YOLO 系列模型的废料实时检测、分类识别与定位任务,为后续系统部署与工业分拣应用提供数据基础。

2.标注格式
本研究采用YOLO系列目标检测算法通用的标注格式对数据集进行标注。如图所示,YOLO标注文件以文本形式存储,每行对应一个目标实例,主要包含目标类别编号、边界框中心点的相对坐标以及边界框的相对宽度和高度。所有坐标信息均采用相对于原始图像尺寸的归一化表示,取值范围为0至1,从而减少不同分辨率图像对模型训练的影响,并提高模型在多尺度目标检测任务中的适应性。

图1 YOLO 图像目标检测标注格式示意图

3.数据增强
为提高基于 YOLO11 的服装厂废料(边角料)分类检测系统在复杂生产环境下的泛化能力与鲁棒性,本文在原始废料图像数据集基础上引入多种图像数据增强策略,对训练样本进行扩展与扰动处理。通过对样本实施多样化增强操作,可有效缓解由于废料类别样本量不均衡、材质形态变化明显、拍摄角度与光照条件差异,以及废料堆叠遮挡、背景杂乱等因素导致的模型过拟合问题,从而提升系统在真实车间场景中的检测稳定性与分类识别准确率。

图2 数据集图像增强方法示例

在实现过程中,本文针对服装厂废料目标的成像特点,采用几何变换与图像质量扰动相结合的数据增强策略,以增强模型在多视角、多光照与复杂背景条件下的适应能力。其中,几何变换包括水平翻转、垂直翻转及组合翻转,用于模拟摄像头视角变化与废料摆放方向差异;图像质量扰动包括高斯模糊、随机噪声、雾化(低对比度)、颜色偏移以及亮度调节,用于模拟车间中光照波动、镜头抖动、尘埃干扰以及运动模糊等实际环境因素。

数据增强显著提升了训练样本的多样性,使模型能够学习到更加稳健的废料纹理特征与材质差异信息。实验结果表明,经过数据增强后,模型在各废料类别上的整体检测性能得到提升,有效增强了系统在真实服装生产场景下的适应能力与识别鲁棒性。

3.数据集划分
为保证模型训练与测试阶段的客观性、稳定性与评估可靠性,本文将服装厂废料(边角料)分类检测数据集划分为训练集、验证集和测试集,比例约为 70% / 20% / 10%。其中训练集 1965 张用于模型学习,验证集 562 张用于超参数调优与过程评估,测试集 281 张用于最终性能验证。划分过程中采用随机划分并尽量保持各类别样本比例一致,同时设置固定随机种子以确保实验可复现。该策略可有效避免数据泄漏,并有助于评估模型在复杂车间背景与废料遮挡条件下的泛化能力,为系统部署提供可靠依据。

图3 数据集在训练、验证和测试集上的分布

数据集来源

本系统采用自建并具有自主知识产权的服装厂废料(边角料)图像数据集。该数据集围绕服装制造过程中产生的布料边角料、线团以及皮革碎料等废弃物的外观特征进行构建,面向废料智能分类回收、生产现场监测以及分拣决策辅助等实际应用需求,重点服务于废料的类别识别与定位检测两项核心任务。

数据采集主要来源于服装厂生产车间、裁剪台、收集区等真实场景,充分考虑了复杂光照、背景干扰、遮挡重叠、形态变化等因素,以增强数据集对真实环境的适应能力。数据集共涵盖 7 类典型废料目标,分别为:棉布边角料、牛仔布边角料、针织布边角料、皮革边角料、涤纶边角料、缝纫线团以及人造皮革边角料。每一类别均包含数量充足的高质量图像及视频样本,并覆盖不同材质、颜色、尺寸及堆叠状态,保证了样本的代表性与多样性,从而为基于 YOLO11 的废料检测模型训练与性能验证提供可靠的数据支撑。

图4 数据集图片

数据集类别

表1 数据类别

数据集用途

本数据集用于服装厂废料(边角料)分类检测模型的训练与验证,包含棉布边角料、牛仔布边角料、针织布边角料、皮革边角料、涤纶边角料、缝纫线团以及人造皮革边角料等 7 类典型废料样本,并采用 YOLO 目标检测格式进行边界框标注。该数据集可应用于以下研究与开发方向:
(1)模型训练: 用于 YOLO11 等模型的废料检测与分类训练;
(2)性能评估: 用于复杂车间环境下模型精度与鲁棒性验证;
(3)系统开发: 为废料智能分拣、回收管理及机器人应用提供数据支撑。

数据集性能

(1)模型训练过程分析

图5 YOLOv11模型训练与验证损失函数变化曲线

从训练曲线可见,YOLO11 模型的训练与验证损失持续下降并趋于稳定,Precision、Recall 以及 mAP(mAP50≈1.0,mAP50-95≈0.98)快速提升并收敛,表明模型已充分收敛且检测性能良好。

(2)检测性能曲线分析

图6 Precision–Recall 曲线(PR 曲线)

该 PR 曲线整体贴近右上角,各类别 AP 均约为 0.995、总体 mAP@0.5 达 0.995,说明模型在废料分类检测中同时具备极高的精确率与召回率、误检漏检极少。

(3)分类与识别效果分析

图7 混淆矩阵

该混淆矩阵几乎全部集中在对角线上、非对角元素接近为零,说明模型对 7 类废料的分类区分能力很强,误分类极少、整体识别准确性较高。

(4)最终性能结果汇总

图8 YOLOv11 模型训练完成后的性能评估结果

训练 150 个 epoch 后模型在验证集上表现优异,整体 Precision=0.999、Recall=1.000、mAP@0.5=0.995、mAP@0.5:0.95=0.993,且单张推理约 4.8ms,满足高精度与实时性要求。

数据集须知

(1)来源:团队自采自标,仅用于科研教学。
(2)结构:训练/验证/测试集,含 7 类废料。
(3)格式:图像(.jpg/.png)+ YOLO 标注(.txt)。
(4)要求:禁止未授权传播与商业使用。
(5)范围:用于废料检测、智能分拣与机器人视觉应用。

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