基于轻量级神经网络的小尾寒羊面部识别

摘要

为实现羊只面部身份快速识别，本文以自建数据集为研究对象，提出了一种基于SSD的轻量化检测算法。首先该算法将SSD的主干网络VGG16替换成轻量级神经网络MobileNetv2，构建了一种轻量化混合神经网络模型。其次在特征提取网络参数量为1122×32的bottleneck层前端和72×160的bottleneck层后端分别引入CA、SE、CBAM和ECA注意力机制，实验结果表明72×160的bottleneck层后端引入ECA注意力机制是最优的。最后将smoothL1损失函数替换成BalancedL1损失函数。最优模型（SSD-v2-ECA2-B）模型大小从SSD的132MB减小到56.4MB，平均精度均值为81.16%，平均帧率为64.21帧/s，相较于基础的SSD模型平均精度均值提升了0.94个百分点，模型体积减小了75.6MB，检测速度提高了5.23帧/s。利用相同数据集在不同目标检测模型上进行对比试验，与SSD模型、Faster R-CNN模型、Retinanet模型相比，平均精度均值分别提升了0.36、2.40和0.07个百分点，与改进前的模型相比具有更好的综合性能。改进模型在大幅减少模型大小及其计算量的同时使模型性能保持在一个较高的水平，为畜牧养殖数字化和智能化提供方法参考，具有较高的应用价值。

关键词

羊脸识别 / SSD目标检测算法 / MobileNetv2轻量级神经网络