System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法技术_技高网

一种基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法技术

技术编号:41493941 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-30 14:39
本发明专利技术公开了一种基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,属于水下生物检测领域,包括:融合通道注意力机制和空间注意力机制得到残差注意力机制;将双向特征金字塔网络和残差注意力机制嵌入到YOLOv8模型中,获得优化后的YOLOv8模型;通过预处理后的水下生物图像对优化后的YOLOv8模型进行训练并验证,获得目标检测模型;通过目标检测模型对实时拍摄图像进行检测,获得水下生物检测结果。本发明专利技术通过将残差注意力机制嵌入到YOLOv8模型中增强了主干网络的特征提取能力,能够有效解决误检漏检的问题,在YOLOv8模型中引入双向特征金字塔网络,增强了模型对不同层次特征的融合能力,提高了对水下目标的检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水下生物检测领域,尤其涉及一种基于yolov8模型的水下生物目标检测方法。


技术介绍

1、随着海洋牧场工程的兴起和海洋资源的开发利用,水下生物目标检测在探明海洋牧场水下资源的分布情况方面具有独特优势得到研究者越来越多的关注。随着深度学习理论的日趋完善,基于深度学习的目标检测方法在水下机器人探测、渔业养殖生物识别等领域得到了广泛应用。然而,由于水下光学特性和物理特性的影响,应用于深度学习的水下采集的图像会存在色偏、对比度低、模糊、噪声等质量问题,导致采集的图像中缺少清晰的轮廓特征和部分纹理信息,大大降低了目标检测的准确性。

2、传统的目标检测方法通常优先选出候选区域,再使用sift、hog等在不同的尺度空间上查找关键点,通过计算特征点周围的局部图像块的梯度直方图来描述特征,候选区域少时该方法检测效果较好,但当候选区域多时,计算量加大导致时间复杂度高,而且网络的特征提取能力减弱,检测精度不佳,因此无法将其运用在对实时性和精度要求高的海洋牧场水下目标检测场景中。

3、当前的基于卷积神经网络(convolutional neural networks,cnn)的深度学习目标检测算法普遍关注的是单个目标且背景简单的水下目标,针对复杂多变的水下环境,模型的泛化能力不足,而且在自然条件下,水下目标会因为光线被吸收和散射、水体流动等因素造成目标物体轮廓不清晰,导致模型检测精度低的问题,并且多目标遮挡堆叠、拍摄距离远等现象使得模型会出现漏检误检的问题。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,以解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,包括以下步骤:

3、融合通道注意力机制和空间注意力机制得到残差注意力机制;

4、将双向特征金字塔网络和所述残差注意力机制嵌入到yolov8模型中,获得优化后的yolov8模型;

5、通过预处理后的水下生物图像对优化后的yolov8模型进行训练并验证,获得目标检测模型;

6、通过所述目标检测模型对实时拍摄图像进行检测,获得水下生物检测结果。

7、优选地,所述残差注意力机制的工作步骤包括:

8、对输入特征进行全局平均池化操作;

9、对全局平均池化后的输入特征进行转置和卷积操作,得到第一特征;

10、对第一特征进行转置恢复形状得到第二特征;

11、第二特征经过sigmoid激活函数得到第三特征;

12、第三特征与输入特征进行逐元素相乘,得到通道注意力机制输出;

13、对通道注意力机制输出分别进行最大池化和均值池化操作,得到第一池化特征和第二池化特征;

14、将第一池化特征和第二池化特征进行拼接后再进行卷积操作,得到融合池化特征;

15、融合池化特征经过sigmoid激活函数,得到第三池化特征;

16、第三池化特征与通道注意力机制输出进行逐元素相乘,得到空间注意力机制输出;

17、空间注意力机制输出与输入特征进行相加,获得联合特征,所述联合特征经过sigmoid激活函数进行特征选择得到输出特征。

18、优选地,所述sigmoid激活函数的表达式为:

19、

20、式中,σ表示sigmoid激活函数,z表示神经网络上一层节点的输出。

21、优选地,所述残差注意力机制嵌入到yolov8模型主干网络中c2f模块与conv模块之间。

22、优选地,所述双向特征金字塔网络嵌入到yolov8模型中作为颈部网络。

23、优选地,所述预处理的方法包括:通过动态直方图均衡化方法对水下生物图像进行增强处理。

24、优选地,对优化后的yolov8模型进行训练的方法包括:使用余弦退火策略动态调整学习率,通过随机梯度下降法进行训练。

25、优选地,对训练后的模型进行验证的方法包括:对模型输出结果进行判断,根据判断将模型输出结果分为真正例、真负例、假正例和假负例,根据真正例、真负例、假正例和假负例的数量计算精确度、召回率和平均精度均值,通过精确度、召回率和平均精度均值对训练后的模型进行评价,得到验证结果。

26、与现有技术相比,本专利技术具有如下优点和技术效果:

27、本专利技术通过将融合通道注意力机制和空间注意力机制融合为残差注意力机制,并将残差注意力机制嵌入到yolov8模型中解决了漏检误检的问题,通过将双向特征金字塔网络嵌入到yolov8模型中提升特征融合的质量,提高了模型检测精度。

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【技术保护点】

1.一种基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

8.根据权利要求1所述的基于YOLOv8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

【技术特征摘要】

1.一种基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的基于yolov8模型的水下生物目标检测方法,其特征在于,

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【专利技术属性】
技术研发人员:王骥麦仁贵罗焕芝王腾付雷周涛
申请(专利权)人:广东海洋大学
类型:发明
国别省市:

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