河北大学学报(自然科学版)2024,Vol.44Issue(4) :424-432.DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2024.04.011

基于改进YOLOv5s的肠镜息肉多分类实时检测方法

A real-time multi-class detection method for colonoscopy polyps based on improved YOLOv5s

薛林雁 李轩昂 齐晁仪 曹杰 张颖 艾尚璞 杨昆
河北大学学报(自然科学版)2024,Vol.44Issue(4) :424-432.DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2024.04.011

基于改进YOLOv5s的肠镜息肉多分类实时检测方法

A real-time multi-class detection method for colonoscopy polyps based on improved YOLOv5s

薛林雁 1李轩昂 2齐晁仪 2曹杰 2张颖 2艾尚璞 2杨昆1
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作者信息

  • 1. 河北大学质量技术监督学院,河北保定 071002;计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心,河北保定 071002;河北省新能源汽车动力系统轻量化技术创新中心,河北保定 071002
  • 2. 河北大学质量技术监督学院,河北保定 071002
  • 折叠

摘要

为了在肠镜检查过程中对结直肠息肉进行快速鉴别检测,提出一种基于改进YOLOv5s的肠镜息肉多分类实时检测模型.该模型采用ConvNeXt作为主干网络,融入SimAM注意力机制提升检测性能,同时在颈部网络中使用基于GSConv的slim-neck模块减少网络参数.为了对模型进行训练和测试,构建了包含1 676张息肉图像并由专业医生标注的结直肠息肉数据集.提出的模型在测试集上的平均精度均值(mAP@0.5)为83.0%,相较于改进前提升8.4%,检测速度达到120帧/s.此外,模型在边缘侧部署检测速度超过25帧/s.结果表明,改进的YOLOv5s满足临床结肠镜检查对实时性与准确性的要求.

Abstract

To facilitate rapid identification and detection of colorectal polyps during colonoscopy procedures,a real-time multi-class detection model for colonoscopic polyps based on modified YOLOv5s is proposed.This model utilizes ConvNeXt as thebackbone network and incorporates the SimAM attention mechanism to improve detection performance.Additionally,a slim-neck module based on GSConv is employed in the neck network to reduce network parameters.For model training and testing,a colorectal polyp dataset containing 1 676 images annotated by professional doctors was constructed.The proposed model achieves a mean Average Precision(mAP@0.5)of 83.0%on the test set,which is an improvement of 8.4%compared to the model before modification,with a detection speed of 120 frames per second.Moreover,the model exhibits a detection speed exceeding 25 frames per second when deployed on edge devices.The results demonstrate that the improved YOLOv5s meets the clinical requirementsfor real-time and accurate colonoscopy examinations.

关键词

息肉/腺瘤/检测/YOLOv5s/实时性

Key words

polyps/adenomatous polyps/object detection/YOLOv5s/real-time

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基金项目

河北省自然科学基金资助项目(F2023201069)

保定市创新能力提升专项项目(2394G027)

河北大学研究生创新项目(HBU2024BS021)

河北大学研究生创新项目(HBU2024SS011)

河北大学科研创新团队项目(IT2023B07)

大学生创新创业训练计划创新训练项目(DC2024376)

大学生创新创业训练计划创新训练项目(DC2024381)

出版年

2024
河北大学学报(自然科学版)
河北大学

河北大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.322
ISSN:1000-1565
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