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赵子杰,王毅,唐瑞卿,杨晨,李娟
摘要: 针对无人机空对地检测中存在的尺度不一、小目标检测效果不佳及检测框密集重叠等问题,提出了一种改进YOLOv11目标检测网络。该网络将YOLOv11网络的C3K2结构替换为C3K2_D结构,增强了网络对不规则物体的提取能力,另外在Yolov11网络中引入双线性自注意力机制,双线性自注意力机制通过融合局部注意力和非局部注意力,增强了主干网络的特征提取能力;针对检测框密集重叠的问题,设计了MPDCIoU(Maximize position dependent combination Intersection over Union, MPDCIoU)损失函数以提高边界框的回归精度;此外,还设计了AFPN(Asymptotic Feature Pyramid Network, AFPN)小目标检测头,以提升算法对小目标的检测性能。实验结果表明,改进YOLOv11网络在mAP@0.5和mAP@0.95指标上分别达到38.91%和30.67%,相比YOLOv11网络提高了1.79个百分点和1.76个百分点。同时,该算法的帧率达到124.6frame/s,满足了实时检测的要求。与RetinaNet、YOLOv7、YOLOv8等具有代表性的目标检测网络相比,改进YOLOv11网络在检测精度和速度上均表现出优势。通过消融实验结果对比,发现C3K2_D结构、全局非线性注意力模块、MPDCIoU损失函数以及AFPN检测头均能有效提升网络的检测性能,验证了这四个改进部分的有效性。
中图分类号: