基于改进 YOLOv8s的无人机目标检测算法
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TN29

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UAV targetdetection algorithm based on improvedYOLOv8s
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    摘要:

    针对目前无人机航拍图像目标尺寸较小 , 图像背景复杂 ,导致现有的无人机目标检测算法检测精度较低的问题 ,提出 一种改进 YOLOv8s的无人机目标检测算法 。首先使用可变形卷积替换标准卷积 , 以增强网络对不规则形状目标的特征提取 能力 ;然后使用可分离大核注意力机制(LSKA) 改进快速空间金字塔池化(SPPF) 模块 ,改善因 目标尺度差异较大导致检测精 度较低的问题 。在网络颈部结合双向特征金字塔网络(Bi-FPN) 实现多尺度特征融合 ,改善网络对小目标的漏检和错检问题 。 在网络头部 ,使用自注意力机制动态检测头(DyHead) 替换原检测头 ,增强对遮挡物体和小 目标的检测能力 。最后 ,针对 数 据 集中存在大量低质量样本对训练过程产生负面影响的问题 ,使用 Wise-IOU 损失函数 , 提 升 模 型 收 敛 速 度 和 检 测 精 度 。实 验 结果表明 ,改进后的方法在 VisDrone2019数据集上获得了 41.7%的平均精度均值(mAP) ,与原 YOLOv8s算法相比 ,mAP@ 0.5 提升了 3.0% ,mAP@0.5 ∶ 0.95提升了 1.9% ,参数量下降了 17.5% ,计算量下降了 12.63% 。实现了模型轻量化和检测 精度双重提升 。

    Abstract:

    Aiming attheproblem thatthetargetsizeofthecurrentUAV aerialimagesissmalland theimagebackground is complex, which leads to low detection accuracy ofexisting UAV targetdetection algorithms, this article proposes an improved YOLOv8s UAV target detection algorithm. First, deformable convolution is used to replace standard convolution to enhance the network's feature extraction abilityforirregularly shaped targets. Then the separable large- kernelattention mechanism (LSKA) is used to improve the SPPF module to improve the problem of low detection accuracy due to large differences in target scales. The weighted bi-directional feature pyramid network (Bi-FPN) is combined attheneck ofthenetwork to achievemulti-scalefeaturefusion and improvethenetwork'smissed detection and false detection ofsmalltargets. Atthehead ofthenetwork, the dynamicdetection head (DyHead) isused to replacethe originaldetectionhead to enhancethedetection abilityofoccluded objectsand smalltargets. Finally, inorderto solvethe problem thata large number of low-quality samples in the datasethave a negative impact on the training process, the Wise-IOU loss function was used to improve the modelconvergence speed and detection accuracy. Experimentalresults show that the improved method achieved 41.7% mAP on the VisDrone2019 dataset. Compared with the original YOLOv8s algorithm , mAP@0.5 increased by3.0% , mAP@0.5 ∶ 0.95increased by1.9% , the numberofparameters decreased by 17.5% , and the amount of calculation dropped by 12.63%. It achieves both model lightweight and detection accuracy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

曲晨阳,吕 进,卫 策.基于改进 YOLOv8s的无人机目标检测算法[J].国外电子测量技术,2024,43(7):14-23

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  • 在线发布日期: 2024-08-07
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