基于改进YOLOv5的超分辨率和多尺度融合目标检测算法
作者:
作者单位:

(内蒙古科技大学 信息工程学院,内蒙古 包头 014000)

作者简介:

郝 斌 (1984-),男,博士,讲师,硕士生导师,主要从事推荐系统、计算机视觉方面的研究。

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

内蒙古自治区科技计划项目(2021GG0046)和内蒙古自治区科技计划项目(2021GG0048)资助项目


Super-resolution and multi-scale fusion target detection algorithm based on improved YOLOv5
Author:
Affiliation:

(School of Information Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou, Inner Mongolia 014000, China)

Fund Project:

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    摘要:

    为了提升目标检测算法在多尺度学习方面的能力,尤其是对小目标的检测能力,本文提出了一种基于改进YOLOv5的超分辨率和多尺度融合目标检测算法。首先,该算法使用子像素卷积代替原YOLOv5模型的上采样操作,提高图像的分辨率,并尽可能保留小目标的信息。其次,使用并行快速多尺度融合(parallel fast multi-scale fusion,PFMF)模块实现深层特征和浅层特征的双向融合,将原YOLOv5算法的3尺度预测升级为4尺度预测,以此提高模型多尺度特征学习能力和对小目标的检测效果。实验结果表明,与YOLOv5s相比,改进后的模型在PASCAL VOC数据集中,mAP@0.5提高了2.8个百分点,mAP@0.5∶0.95提高了3.5个百分点;在MS COCO数据集中,mAP@0.5提高了4.3个百分点,mAP@0.5∶0.95提高了5.2个百分点。改进后的 YOLOv5模型在多尺度检测,尤其是小目标的检测效果方面得到了提升,并具有一定的应用价值。

    Abstract:

    To enhance the multi-scale learning capacity of target detection algorithms,particularly for small targets,this paper proposes a super-resolution and multi-scale fusion target detection algorithm based on an improved YOLOv5 framework.Firstly,instead of the up-sampling operation of the original YOLOv5 model,the algorithm utilizes sub-pixel convolution to enhance the image resolution and preserve the information of small targets to the greatest extent possible.Secondly,the algorithm utilizes the parallel fast multi-scale fusion (PFMF) module to achieve two-way fusion of deep and shallow features.This upgrade from the original YOLOv5 algorithm′s 3-scale prediction to 4-scale prediction improves the model′s ability to learn multi-scale features and detect small targets.The experimental results demonstrate that compared with YOLOv5s,the improved model achieves a 2.8% and 3.5% increase in mAP@0.5 and mAP@0.5∶0.95,respectively,on the PASCAL VOC dataset.Similarly,on the MS COCO dataset,the improved model achieves a 4.3% and 5.2% increase in mAP@0.5 and mAP@0.5∶0.95,respectively.The experiments demonstrate the improved YOLOv5 model's enhanced capability in multi-scale detection,particularly for small targets,and indicate its potential practical value.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

姚珊珊,王静宇,郝斌,张飞,高鹭,任晓颖.基于改进YOLOv5的超分辨率和多尺度融合目标检测算法[J].光电子激光,2024,35(8):793~802

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  • 收稿日期:2022-12-19
  • 最后修改日期:2023-03-30
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  • 在线发布日期: 2024-07-05
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