基于视觉自注意力模型的苗期玉米与杂草检测方法

摘要

[目的]识别作物和杂草是农业智能化中自动除草的关键步骤。本文旨在解决作物与杂草识别精度低、检测模型实时性和鲁棒性差等问题。[方法]以叶龄处于3～8叶期的玉米及其伴生杂草为研究对象，提出一种高效准确的玉米苗与杂草的检测方法。该方法以实时端到端目标检测视觉自注意力模型为基础框架，用小尺度卷积等效替代大尺度深度卷积的思想，以较小的精度损失降低推理耗时。引入一种包含上下文信息的自顶向下注意力机制，强化模型对小目标的检测效果。应用组合图像增强策略，提升模型精度与泛化能力。[结果]改进后模型的平均检测精度为90.11%,推理阶段单张图片耗时33.67 ms,模型参数量44.86 MB。改进后的模型比主流目标检测模型总体精度更高，且推理速度快。[结论]所提方法对于玉米苗与伴生杂草的整体检测性能优秀，能够提高杂草识别的准确性和效率。

关键词

玉米 / 杂草 / 检测 / 实时视觉自注意力模型 / 等效卷积 / 图像增强