基于融合GhostNetV2的YOLO v7水稻籽粒检测

作者：刘庆华; 杨欣仪; 接浩; 孙世诚; 梁振伟^*

来源：农业机械学报, 2023, 54(12): 253-299.

• 水稻籽粒检测
• YOLO v7
• 轻量级网络
• 注意力模块

水稻籽粒检测在粮食储存中凸显重要作用，直接影响粮食销售的价格。针对一般机器视觉检测算法在水稻籽粒小目标的密集场景下存在难以识别且网络模型参数大，检测速度较慢、成本高等问题，提出一种基于YOLO v7优化的水稻籽粒检测算法。首先将部分高效聚合网络模块(Efficient layer aggregation network, ELAN)替换成轻量级网络模块GhostNetV2添加到主干及颈部网络部分，实现网络参数精简化的同时也减少了通道中的特征冗余；其次将卷积和自注意力结合的注意力模块(Convolution and self-attention mixed model, ACmix)添加到MP模块中，平衡全局和局部的特征信息，充分关注特征映射的细节信息；最后使用WIoU(Wise intersection over union)作为损失函数，减少了距离、纵横比之类的惩罚项干扰，单调聚焦机制的设计提高了模型的定位性能。在水稻籽粒图像数据集上验证改进后的模型检测水平，实验结果表明，改进后的YOLO v7模型的mAP@0.5达96.55%,mAP@0.5:0.95达70.10%,训练模型参数量也有所下降，在实际场景以暗黑色为背景的水稻杂质检测中的效果优于其他模型，满足了水稻籽粒的实时检测要求，可将此算法应用于自动化检测粮食系统中。

• 单位
  苏州科技大学; 江苏科技大学; 江苏大学; 自动化学院