基于FasterCANet-YOLOv8s算法的小麦穗部检测


发布时间:

2024-06-18

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神经网络在智能农业麦穗检测和计数中的应用具有重要价值,展示了人工智能技术如何为农业部门带来创新和改进。然而,由于麦穗的高密度、多样性和复杂的生长周期,以及检测过程中复杂背景的影响,可能会出现假阳性、假阴性和低检测率等问题。针对这些挑战,本文提出了一种基于FasterCANet-YOLOv8s算法的麦穗检测解决方案。首先,引入FasterCANet块来提高小麦检测的速度。其次,提出了一种有效的网络结构,即QAFPN模型,以加强Neck网络,实现小麦检测速度和准确性之间的平衡。最后,为了更好地捕捉小目标的特征,引入了RFB块来改进SPPF层。改进后的算法实现了mAP@0.594.4%,超过现有技术。我们的模型能够准确、快速地定位目标,在小麦种植领域具有巨大的潜力,为农业生产提供高效、精确的支持。

 

图1  (从左至右)四个阶段的示例图:开花后、灌溉、灌溉成熟和成熟。

 

图2  部分校正的数据集的图像。

 

图3  YOLOv8s的网络结构。

 

图4  YOLOv8s的改进模型。

 

图5  协调注意力机制。

 

图6  FasterNet块和FasterCANet块。

 

图7  QAFPN的网络结构

 

图8  RFB的网络结构。

 

图9 不同模型的FLOPs和mAP结果的散点图。

 

图10 不同YOLO模型的PR曲线。

 

图11 不同算法检测效果的比较。

 

图12 改进模型的不同算法的PR曲线(A、B和C相应地指示将FasterCANet块、QAFPN块和RFB块引入YOLOv8s模型)。

 

图13 一种改进的农作物麦穗目标检测模型的测试结果。

 

图14 原始模型和改进模型热图的比较结果。

 

来 源

Li, R., Meng, J., Wu, Y., Zhang, D., & He, Y. (2024). Wheat ear detection based on FasterCANet-YOLOv8s algorithm. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 1-21. 

 

编辑

王春颖

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