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一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法

2024-04-28分类号:S512.1;TP183;TP391.41

【作者】仝召茂   陈学海   汪本福   马志艳   杨光友
【部门】湖北工业大学农机工程研究设计院  湖北省农机装备智能化工程技术研究中心  粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室  
【摘要】[目的]为实现对田间麦穗的实时准确计数,本文提出一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法。[方法]通过C2f模块获得更加丰富的梯度流,增强模型细粒度特征提取能力,并在网络关键部位引入CoordConv坐标卷积,加大对坐标信息关注程度,提升模型对麦穗位置的感知能力,同时考虑到麦穗检测任务中中小尺寸麦穗居多,采用Inner CIoU损失函数加快模型收敛速度。[结果]在公开数据集Global Wheat Head Detection(GWHD)上对上述方法进行试验,结果表明,本文所提模型的精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5分别为93.5%、91.6%和95.9%,参数量、计算量、FPS分别为12.4 MB、27.5 GFLOPs和34 帧·s~(-1)。[结论]本文所提模型在精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5等指标上较原始YOLOv5s模型分别提升了1.0、1.2和1.3百分点,并且优于YOLOv7-tiny、YOLOv8s等模型,同时满足检测的实时性要求,此外,改进后模型在处理遮挡、重叠等复杂情况时都比原始模型表现更优,具有良好的鲁棒性。
【关键词】麦穗计数  估产  作物表型  YOLO  目标检测
【基金】国家重点研发计划项目(2022YFD2301005-03);; 湖北省科技创新人才计划项目(2023DJC088);; 湖北省农机装备补短板核心技术应用攻关项目(HBSNYT202208)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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