Algoritmo de detección de pequeños objetivos al aire libre basado en un YOLO11n mejorado

WANG Cen ,  

WANG Caixia ,  

LIU Peng ,  

摘要

Para abordar los problemas de tamaño pequeño de los objetivos en entornos al aire libre, débil información de textura, interferencias complejas de fondo y desviaciones evidentes en la ubicación de los cuadros delimitadores, se propone un algoritmo de detección de pequeños objetivos al aire libre basado en un YOLO11n mejorado. Primero, se introduce un módulo de sobremuestreo adaptativo subpíxel ASU, que mediante el reordenamiento subpíxel y una máscara de atención, mejora las características de los bordes y detalles de textura de los objetivos pequeños; segundo, se introduce un módulo de realce de saliencia multiescala MultiSEM, que a través de convoluciones dilatadas multiescala y atención de canal con doble pooling, fortalece la respuesta de las regiones de objetivos pequeños y suprime la interferencia compleja de fondo; finalmente, se construye una función de pérdida SE-CIoU basada en un índice de saliencia y la intersección sobre unión, que mediante la introducción de una penalización por índice de distancia al centro y restricciones de forma conscientes de la oclusión, mejora la precisión y estabilidad de la localización de objetivos pequeños. Los resultados experimentales muestran que en el conjunto de datos WDD construido, la precisión, tasa de recuperación y mAP@0.5 del algoritmo mejorado fueron 88.8%, 91.4% y 94.0% respectivamente, aumentando 0.6%, 6.6% y 3.3% en comparación con el algoritmo base YOLO11n; los experimentos de generalización en el conjunto de datos iWildCam2022-Small mostraron que mAP@0.5 alcanzó el 64.5%, un aumento del 3.7% respecto a YOLO11n. El algoritmo propuesto puede, manteniendo un marco de detección liviano, mejorar eficazmente la expresión de detalles, la respuesta a la saliencia y la capacidad de localización del cuadro delimitador de objetivos pequeños al aire libre, mejorando la precisión de detección en escenas complejas al aire libre y mostrando cierta capacidad de generalización.

关键词

pequeños objetivos al aire libre;detección de objetivos;YOLO11n;sobremuestreo subpíxel;regresión de cuadros delimitadores

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