江苏农业科学2024,Vol.52Issue(1) :163-172.DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2024.01.024

基于改进YOLO v4的自然场景下冬枣果实分类识别

刘天真 苑迎春 滕桂法 孟惜
江苏农业科学2024,Vol.52Issue(1) :163-172.DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2024.01.024

基于改进YOLO v4的自然场景下冬枣果实分类识别

刘天真 1苑迎春 2滕桂法 3孟惜4
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作者信息

  • 1. 河北农业大学信息科学与技术学院,河北保定 071001;保定学院信息工程学院,河北保定 071000
  • 2. 河北农业大学信息科学与技术学院,河北保定 071001
  • 3. 河北农业大学信息科学与技术学院,河北保定 071001;河北省农业大数据重点实验室,河北保定 071001
  • 4. 石家庄学院未来信息技术学院,河北石家庄 050035
  • 折叠

摘要

为实现冬枣园机械化自动化采摘以及冬枣树精准化管理,针对自然场景下冬枣果实的快速、准确分类识别问题,提出一种基于YOLO v4模型改进的冬枣果实分类识别模型CC-YOLO v4.利用改进的CSP跨阶段部分连接结构和多尺度特征融合的CBAM卷积注意力模块,减小网络规模的同时增强特征提取能力,改善果实分类识别的误检和遮挡目标的漏检情况;采用Softmax交叉熵损失函数代替Sigmoid二元交叉熵损失函数作为分类损失函数,引入EIoU损失函数代替CIoU损失函数作为边界框回归损失,进一步改善果实分类识别的误检并提升预测框精度.试验结果表明,CC-YOLO v4模型对3类冬枣果实的查准率P均值为81.86%,平均检测精度均值mAP为82.46%,IoU均值为81.35%,模型参数量和大小分别为26.9 M和108 MB,检测速度可达28.8 F/s.与其他模型相比,本模型具有更好的分类识别能力、识别速度和较小的模型复杂度.在不同果实数量情况下进一步试验,本研究方法具有良好的精度和鲁棒性,对解决自然场景下冬枣果实的精准分类识别问题具有重要参考价值.

关键词

冬枣/果实识别/YOLO/v4/损失函数/自然场景

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基金项目

国家自然科学基金(62102130)

河北省自然科学基金(F2020204003)

保定市科技计划(2211ZG010)

出版年

2024
江苏农业科学
江苏省农业科学院

江苏农业科学

CSTPCD北大核心
影响因子:0.732
ISSN:1002-1302
参考文献量21
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