一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法

摘要

[目的]为实现对田间麦穗的实时准确计数，本文提出一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法。[方法]通过C2f模块获得更加丰富的梯度流，增强模型细粒度特征提取能力，并在网络关键部位引入CoordConv坐标卷积，加大对坐标信息关注程度，提升模型对麦穗位置的感知能力，同时考虑到麦穗检测任务中中小尺寸麦穗居多，采用Inner CIoU损失函数加快模型收敛速度。[结果]在公开数据集Global Wheat Head Detection(GWHD)上对上述方法进行试验，结果表明，本文改进模型的精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5分别为93.5%、91.6%和95.9%,参数量、计算量、每秒帧数分别为12.4 MB、27.5 GFLOPs和34。[结论]本文改进模型在精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5等指标上较原始YOLOv5s模型分别增加1.0、1.2和1.3百分点，并且优于YOLOv7-tiny、YOLOv8s等模型，可满足检测的实时性要求。同时改进后模型在处理遮挡、重叠等复杂情况时都比原始模型表现更优，具有良好的鲁棒性。

关键词

麦穗计数 / 估产 / 作物表型 / YOLO / 目标检测