基于多重特征增强与特征融合SSD的荔枝检测

使用无人机拍摄的荔枝图像目标尺寸小、特征信息不足.为了更多、更好地检测到荔枝,该研究提出一种基于多重特征增强与特征融合的SSD(Single Shot Multibox Detector based on Multiple Feature Enhancement and Feature Fusion,MFEFF-SSD)模型.为了减少不必要的计算量,删除原始主干网络Vgg16的最后两个卷积层,并在Conv8和Conv9层使用感受野模块(Receptive Field Block,RFB),提升主干网络的特征提取能力;然后使用高效空间金字塔模块(Efficient Spatial Pyramid Block,ESP),增强浅层特征;提出改进的路径聚合网络(Improved Path Aggregation Network,IPANet)多尺度融合特征,提升荔枝小目标的检测效果;最后在浅层引入通道注意力机制SE(Squeeze and Excitation)模块,进一步提高检测精度.同时,调整先验框的大小和数量,适应荔枝小目标的尺寸.试验结果表明:该研究提出的RFB模块可以提高检测效果;IPANet的平均精确率比FPN(Feature Pyramid Network)略有提高;SE模块的平均精确率比CBAM(Convolutional Block Attention Module)、ECA(Efficient Channel Attention)模块分别提高1.15个百分点和2.12个百分点;ESP模块的平均精确率比ASPP(atrous spatial pyramid pooling)提高2.51个百分点;与SSD、Yolov4-tiny、Faster-RCNN和CenterNet模型相比,MFEFF-SSD模型的平均精确率分别提高30.62、14.58、44.46和15.93个百分点,能够更精准、有效地实现对无人机拍摄的荔枝图像检测,可为小目标农作物的检测开拓思路.