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KMeans++与注意力机制融合的苹果叶片病害识别方法

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为解决复杂环境下小尺度苹果叶片病害识别精度不高、鲁棒性不强的问题,在YOLO v5s的基础上提出一种新的改进方法.该方法首先在模型训练之前使用KMeans++聚类算法生成更接近真实框的锚框;其次在骨干网络中加入卷积块注意几模块(convolutional block attention module,CBAM),来提升复杂环境下小目标特征的提取能力;再次为了增强颈部网络对不同大小病害多尺度特征的有效识别,选择ConvNeXtBlock模块替换C3(CSP bottleneck with 3 convolutions)模块,并在颈部网络中融入坐标注意力模块(coordinate attention,CA),来加强模型对关键空间位置的响应,使得不同尺度的特征都能被更有效地利用;最后使用ECIoU损失函数替换原始的CIoU损失函数,来提高模型的收敛速度和精度.与Faster R-CNN、SSD、YOLO v5s、YOLO v7、YOL0 v8目标检测模型相比,改进后模型的平均精度均值(mean average precision,mAP0 5)值分别提升0.6、4.6、6.3、1.7、1.3百分点,同时在强光照、模糊、暗光的复杂场景下具有较强的鲁棒性.该模型可以为复杂环境下苹果叶片病害的识别提供行之有效的方案.

黄贻望、王国帅、毛志、刘声

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铜仁学院大数据学院/经济管理学院,贵州铜仁 554300

民族教育信息化教育部重点实验/云南师范大学,云南 昆明 650000

铜仁学院乡村振兴研究中心,贵州铜仁 554300

苹果 叶片病害 病害检测 注意力机制 ConvNeXtBlock 卷积块注意力模块(CBAM) CA

2024

10.15889/j.issn.1002-1302.2024.20.023

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
年,卷(期)：2024.52(20)