棉花生长过程中受到害虫严重危害,因此精准的害虫检测已成为智慧农业体系中的关键环节。其中大量棉田害虫属于小目标,特征提取困难,而且害虫个体之间存在显著的尺寸差异,这限制了现有目标检测算法的性能。提出了一种结合离散小波变换与T...棉花生长过程中受到害虫严重危害,因此精准的害虫检测已成为智慧农业体系中的关键环节。其中大量棉田害虫属于小目标,特征提取困难,而且害虫个体之间存在显著的尺寸差异,这限制了现有目标检测算法的性能。提出了一种结合离散小波变换与Transformer的YOLO11目标检测算法——WTNet-YOLO(wavelet and Transformer network-YOLO)。融合部分卷积与多尺度深度卷积构建C3K2-MKPF模块,增强对多尺寸目标的特征提取能力。在颈部结合小波域融合模块(wavelet domain fusion module,WDFM)和跨阶段部分局部和全局模块(cross stage partial local and global block,CSP-LGB),提升各尺寸害虫的频域信息表达与全局信息定位。引入多尺度自适应空间注意门(multi-scale adaptive spatial attention gate,MASAG),动态融合主干与颈部的跨层特征,强化空间与语义信息表达。为验证相关方法,构建了一个棉田害虫数据集YST-PestCotton(yellow sticky trap pest dataset in cotton),涵盖多个尺寸范围的害虫,具有显著的尺度多样性,害虫像素面积最大可相差1200多倍。实验表明,在YST-PestCotton上mAP50提升了3.1个百分点,同时将害虫按目标框面积划分为0~256、256~512、512~1024和大于1024四个子集,mAP50分别提升2.4、1.3、1.5、3个百分点。在公开数据集Yellow sticky traps上mAP50达到了最高的95.3%。综合来看,WTNet-YOLO能够有效应对小目标内部的尺寸差异,同时兼顾不同尺寸害虫的检测需求。展开更多
文摘棉花生长过程中受到害虫严重危害,因此精准的害虫检测已成为智慧农业体系中的关键环节。其中大量棉田害虫属于小目标,特征提取困难,而且害虫个体之间存在显著的尺寸差异,这限制了现有目标检测算法的性能。提出了一种结合离散小波变换与Transformer的YOLO11目标检测算法——WTNet-YOLO(wavelet and Transformer network-YOLO)。融合部分卷积与多尺度深度卷积构建C3K2-MKPF模块,增强对多尺寸目标的特征提取能力。在颈部结合小波域融合模块(wavelet domain fusion module,WDFM)和跨阶段部分局部和全局模块(cross stage partial local and global block,CSP-LGB),提升各尺寸害虫的频域信息表达与全局信息定位。引入多尺度自适应空间注意门(multi-scale adaptive spatial attention gate,MASAG),动态融合主干与颈部的跨层特征,强化空间与语义信息表达。为验证相关方法,构建了一个棉田害虫数据集YST-PestCotton(yellow sticky trap pest dataset in cotton),涵盖多个尺寸范围的害虫,具有显著的尺度多样性,害虫像素面积最大可相差1200多倍。实验表明,在YST-PestCotton上mAP50提升了3.1个百分点,同时将害虫按目标框面积划分为0~256、256~512、512~1024和大于1024四个子集,mAP50分别提升2.4、1.3、1.5、3个百分点。在公开数据集Yellow sticky traps上mAP50达到了最高的95.3%。综合来看,WTNet-YOLO能够有效应对小目标内部的尺寸差异,同时兼顾不同尺寸害虫的检测需求。
