关键词:
SPD-Conv结构
NAM注意力机制
YOLOv7算法
鱼群检测
目标检测
摘要:
为解决因水下成像环境退化导致图像分辨率较低,以及因鱼群目标较小等因素导致的检测精度不高的问题,提出了一种结合SPD-Conv结构和NAM注意力机制的改进YOLOv7检测算法。首先,采用Space-to-Depth(SPD)结构改进头部网络,取代了网络中原有的跨步卷积结构,保留了更多的细粒度信息,提升了特征学习的效率,提高了网络对低分辨率图像的检测效果。然后在网络中引入Normalization-based Attention Module(NAM)注意力机制,采用CBAM的模块集成方式,使用BN缩放因子来计算注意力权重,抑制了不显著的特征,提升了小目标检测的准确率。最后针对水下成像退化,对检测图片做反卷积预处理,减小了水下成像退化因素对检测造成的影响。实验结果显示,在WildFish数据集上模型的整体精度达到97.2%,与YOLOv7算法相比提升了7.6%,准确率提升了8.5%,召回率提升了9.8%,与Efficientdet,SSD,YOLOv5及YOLOv8算法相比,所提模型精度分别提升了12.6%,17.8%,4%及2.9%,在Aquarium数据集上模型的整体精度达到80.5%,相比Efficientdet,SSD,YOLOv5,YOLOv7及YOLOv8分别提升了18.4%,11.6%,6.9%,2.0%及2.7%,可以满足水下鱼群识别的需求。