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肖海林1,1,田波1,胡彬1,孔祥婷2,吴媛媛1,马仁煜1,张中山3
摘要: 针对当前无人机视角下小目标检测存在准确率低问题,提出一种基于信道先验多尺度跨轴注意YOLO(CPMS-YOLO)的无人机视角下多尺度小目标检测算法。首先,该算法在骨干网络中融入能在复杂背景下更好地提取和强化有用特征的多尺度注意力模块CPMS(Channel-Prior-Multi-Scale Cross-Axis Attention),模块使算法能够更容易的学习到感兴趣区域的位置细节并提高对不同尺度小目标在复杂背景下的特征提取能力。其次,对骨干网络和特征融合网络进行重构,增加一个具有丰富小目标语义信息的特征层,并通过多尺度MultiSEAM(Multi-scale Separated and Enhancement Attention Module)融合模块,将上下文特征信息进行互补,能更好地捕捉和识别小目标。再次,通过设计C2f-RFE(C2f-Receptive Field Enhancement)模块来改进颈部网络中深层的C2f(Faster Implementation of CSP Bottleneck with 2 convolutions)模块,以增加特征图的感受野,使其能更准确、更快速、多角度地定位目标特征,提升对小目标的检测能力。最后,引入损失函数WIoUv3(Wise-IoU v3)去动态优化小目标的损失权值,解决边界框回归任务中正负样本之间的差异问题,提高算法对小目标的检测性能。在公共VisDrone2019数据集上的实验结果表明:与基准算法YOLOv8s相比,本文算法的精确率(Precision)、召回率(Recall)、mAP50、mAP50-95分别提升了6.7、5.8、6.3、7.8个百分点。可见,基于信道先验多尺度跨轴注意YOLO的无人机视角下多尺度小目标检测算法能更精确地捕捉和识别小目标。
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