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基于改进yolov7-tiny的多光谱苹果表层缺陷检测

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激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 228-236页

作者：化春键孙明春蒋毅俞建峰陈莹江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对苹果表层存在多种缺陷类型、对不同缺陷的检测方法不同的问题,提出一种基于改进yolov7-tiny的缺陷检测模型,结合相机采集的RGB+NIR多光谱图像对苹果表层多种缺陷进行了检测和分类。首先,为了提取更多有效的特征信息,提高对缺陷的定... 详细信息

针对苹果表层存在多种缺陷类型、对不同缺陷的检测方法不同的问题,提出一种基于改进yolov7-tiny的缺陷检测模型,结合相机采集的RGB+NIR多光谱图像对苹果表层多种缺陷进行了检测和分类。首先,为了提取更多有效的特征信息,提高对缺陷的定位能力,在主干网络中使用坐标注意力(CA)机制聚合坐标信息,同时在主干网络后添加上下文转换器(CoT)模块以增加全局感受野;其次,为了增强高效聚合网络的特征融合能力,将其与加权双向特征金字塔结合,调整结构中各分支的占比;最后,为了解决难易样本不均衡的问题,将损失函数更换为Focal-EIoU损失。改进后网络的平均精度均值(mAP)@0.5提升了1.2百分点,达到93.2%,识别速度为89.3 frame/s。研究结果表明,本文研究内容为苹果表层的缺陷检测提供了更加高效的方法,同时为苹果的分级提供了更加精确的依据。

关键词：缺陷检测苹果表层多光谱图像深度学习 yolov7-tiny 注意力机制

基于改进yolov7-tiny的橡胶密封圈缺陷检测方法

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图学学报 2024年第3期45卷 446-453页

作者：张相胜杨骁江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

针对橡胶密封圈表面缺陷传统检测效率低下的问题,提出一种改进yolov7-tiny的橡胶密封圈表面缺陷检测算法。在主干特征提取网络中引入PConv优化ELAN结构,增强算法特征提取能力,并减少参数量;在特征融合网络中引入全局注意力机制(GAM),利... 详细信息

针对橡胶密封圈表面缺陷传统检测效率低下的问题,提出一种改进yolov7-tiny的橡胶密封圈表面缺陷检测算法。在主干特征提取网络中引入PConv优化ELAN结构,增强算法特征提取能力,并减少参数量;在特征融合网络中引入全局注意力机制(GAM),利用每一对三维通道、空间宽度和空间高度之间的注意力权重,在3个维度上捕捉重要特征来提高效率,增强算法特征融合能力;使用WIoU损失函数优化原边界框损失函数,通过符合情况的梯度增益分配策略,增强算法对检测目标的定位能力;增加P2小目标检测层,加强深层与浅层特征信息的融合,增强算法对小目标缺陷的检测能力。在O-Rings数据集进行实验对比,改进后的算法与yolov7-tiny算法比较,mAP提升了7.8%,达到了90.9%的检测精度,能够满足实际工业生产需求。

关键词： yolov7-tiny 橡胶密封圈缺陷检测注意力机制小目标检测层

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基于改进yolov7-tiny的变电设备红外图像识别

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红外技术 2024年

作者：邓长征刘明泽付添弓萌庆骆冰洁三峡大学电气与新能源学院湖北交投科技发展有限公司

针对复杂背景下变电设备红外图像目标识别精度不高、识别速度慢的问题，本文提出一种基于改进yolov7-tiny的变电设备红外图像识别算法。首先，引入轻量级瓶颈结构GhostNetV2 BottleNeck替换部分CBS模块构建轻量级高效聚合网络L-ELAN(Lig... 详细信息

针对复杂背景下变电设备红外图像目标识别精度不高、识别速度慢的问题，本文提出一种基于改进yolov7-tiny的变电设备红外图像识别算法。首先，引入轻量级瓶颈结构GhostNetV2 BottleNeck替换部分CBS模块构建轻量级高效聚合网络L-ELAN(Lightweight-EfficientLayerAggregation Network)，同时在特征提取阶段嵌入CA(Coordinate Attention)注意力机制，在降低网络参数量的同时加强网络对目标关键特征的提取，提升检测精度；将网络坐标损失函数替换为SIoU Loss，以提升锚框定位精度和网络收敛速度；在变电设备红外数据集上进行测试，结果表明，改进后网络的精确率达到96.2%，每秒检测帧数达到26.42frame/s，模型大小降低至7.82M。与其他四种对比算法相比较，本文算法在提升识别精度的同时将每秒检测帧数平均提升39.5%，模型大小减少36.9%，可以满足变电站设备的精准实时识别要求，为后续的变电站设备故障诊断奠定基础。

关键词：变电设备红外图像识别 yolov7-tiny 注意力机制轻量化

基于改进yolov7-tiny的跨阶段作物害虫检测

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南京农业大学学报 2024年

作者：贾岚徐雪环罗德弢胡梦蝶邓钦文高文新蒲海波四川农业大学信息工程学院四川省遂宁市农业农村局

[目的]为了克服作物害虫在不同生长阶段的形态差异对模型检测造成的负面影响，本文提出了一种基于改进yolov7-tiny的跨阶段作物害虫检测模型CrossStage-YOLO。[方法]在yolov7-tiny的主干网络中结合重新构建的ELAN-D模块，实现降低计算... 详细信息

[目的]为了克服作物害虫在不同生长阶段的形态差异对模型检测造成的负面影响，本文提出了一种基于改进yolov7-tiny的跨阶段作物害虫检测模型CrossStage-YOLO。[方法]在yolov7-tiny的主干网络中结合重新构建的ELAN-D模块，实现降低计算内存消耗的同时提高特征提取速度；引入感受野增强模块（RFE），提升模型对害虫特征和位置的感知能力；嵌入BiFormer注意力机制，提高模型对害虫头部、触须等细微特征的敏感度。[结果]试验结果显示，CrossStage-YOLO的平均精度均值为88.6%，相对于原始模型提升了3%；对成虫和幼虫检测的平均精度均值分别达到90.8%和81.1%，较原始模型分别提升了3.3%和2%；并且模型以6.79M的低参数量实现了0.043秒的单张图片检测时间，综合性能优于主流目标检测模型。[结论]本文提出的CrossStage-YOLO模型能够有效提升作物害虫不同生长阶段的检测准确率，为作物害虫检测的自动化诊断提供了可靠的技术支持。

关键词： yolov7-tiny 跨阶段害虫检测绿色农业深度学习智慧农业

基于轻量化yolov7-tiny的船舶目标检测算法

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大连海事大学学报 2024年第2期50卷 31-40页

作者：丘锐聪周海峰陈颖张兴杰黄金满翁卫征集美大学轮机工程学院福建厦门361021 集美大学福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021 集美大学航海学院福建厦门361021 厦门安麦信自动化科技有限公司福建厦门361000 厦门三丰鑫科技有限公司福建厦门361001

为解决船舶目标检测算法参数量与计算量大,以及受内河环境下近岸复杂背景影响和船舶相互遮挡导致船舶检测困难的问题,基于yolov7-tiny做出改进,提出MED-YOLO船舶目标检测轻量化算法。首先,使用MobileNetV3网络作为主干特征提取网络,极... 详细信息

为解决船舶目标检测算法参数量与计算量大,以及受内河环境下近岸复杂背景影响和船舶相互遮挡导致船舶检测困难的问题,基于yolov7-tiny做出改进,提出MED-YOLO船舶目标检测轻量化算法。首先,使用MobileNetV3网络作为主干特征提取网络,极大地降低了模型计算成本;其次,将EMA注意力模块引入颈部网络,构建EMA-ELAN模块,增强网络多维度感知和多尺度特征提取能力;然后,选用将尺度感知、空间感知和任务感知三合一的Dyhead作为改进模型的检测头部,以获得更强的特征表达能力;最后,使用具有动态非单调聚焦机制的WIoU作为模型边界框损失函数,提高模型应对船舶遮挡的能力,提升检测性能。实验结果表明,MED-YOLO相较yolov7-tiny在参数量与计算量方面分别减少39.8%和55.0%,精度与mAP@0.5分别提高了1.4%和1.0%,达到98.3%和98.9%,在实现轻量化的同时具有更好的检测性能,满足了计算资源受限环境下的部署需求,具有一定的工程实际意义。

关键词： yolov7-tiny 目标检测轻量化注意力机制损失函数

基于改进yolov7-tiny的光伏电池缺陷检测算法

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计算机工程与应用 2024年第15期60卷 336-343页

作者：徐威李为相方志孙圆陈闯南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816

针对光伏电池对于太阳能转化效率不稳定的问题,提高光伏电池的质量,提出基于改进yolov7-tiny的光伏电池缺陷检测算法PSD-YOLO,在yolov7-tiny中引入轻量化卷积模块PSDConv。将GSConv中的DW卷积替换为Partial卷积,降低了内存访问量并提高... 详细信息

针对光伏电池对于太阳能转化效率不稳定的问题,提高光伏电池的质量,提出基于改进yolov7-tiny的光伏电池缺陷检测算法PSD-YOLO,在yolov7-tiny中引入轻量化卷积模块PSDConv。将GSConv中的DW卷积替换为Partial卷积,降低了内存访问量并提高了检测速度;并且引入了GhostNetv2中的解耦全连接注意力(DFC)机制,在保持其可部署性的同时提高了轻量级算法对光伏电池复杂缺陷类型的检测能力;在损失函数部分,将原本的CIoU替换为EIoU,加速了收敛且提高了回归精度。实验结果表明,PSD-YOLO模型在参数量和计算量方面分别相较于yolov7-tiny模型下降了18.3%和16.7%,模型大小仅有4.9×10^(6),mAP@0.5提升了5.3个百分点,在实现更小模型体积的同时,达到了更高的检测性能。

关键词： yolov7-tiny 光伏电池缺陷检测注意力机制损失函数

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基于改进yolov7-tiny的带钢表面缺陷检测算法

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计算机工程 2024年

作者：阳丽莎李茂军胡建文王鼎湘长沙理工大学电气与信息工程学院

针对带钢表面缺陷检测任务存在小目标检测效率低、缺陷定位不准确、检测算法参数量大、难以运用在终端设备上等问题，提出一种改进的yolov7-tiny检测算法。首先，使用GSConv替换颈部网络中的标准卷积，再基于GSConv设计一种改进的高效... 详细信息

针对带钢表面缺陷检测任务存在小目标检测效率低、缺陷定位不准确、检测算法参数量大、难以运用在终端设备上等问题，提出一种改进的yolov7-tiny检测算法。首先，使用GSConv替换颈部网络中的标准卷积，再基于GSConv设计一种改进的高效聚合网络(ELAN-G)，保证带钢表面缺陷特征信息被充分融合的同时降低算法的参数量；其次，在预测头和颈部网络之间增加针对低分辨率和小缺陷的SPDConv模块，模块先生成一个中间特征图，通过对中间特征图中的小缺陷特征信息过滤学习得到最终特征图，以此提高预测头对小缺陷的检测精度；最后，引入MPDIoU损失函数，合理利用边界回归框的几何性质，简化损失函数计算过程并提高缺陷定位精度。实验结果表明，在NEU-DET数据集上，改进算法比其他6种先进目标检测算法效果更好，性能更均衡，改进算法的平均精度均值(mAP)可达74.1％，且参数量和计算量低于所有对比算法，可布置在工业坏境中的带钢表面缺陷检测系统上。

关键词： yolov7-tiny 目标检测表面缺陷 GSConv MPDIoU

基于改进yolov7-tiny的高空作业人员安防装备检测算法

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现代电子技术 2024年第13期47卷 164-171页

作者：文家燕周志文辛华健谢广明广西科技大学自动化学院广西柳州545616 广西科技大学智能协同与交叉应用研究中心广西柳州545616 广西工业职业技术学院广西南宁530200 北京大学工学院北京100871

针对现有高空作业人员安防装备检测算法参数量较大且检测目标相对单一,难以适应复杂的高空作业场景等问题,提出一种基于改进yolov7-tiny的高空作业人员安防装备检测算法。首先,将主干网络重新设计为更轻量的yolov7-FasterNet,并调整空... 详细信息

针对现有高空作业人员安防装备检测算法参数量较大且检测目标相对单一,难以适应复杂的高空作业场景等问题,提出一种基于改进yolov7-tiny的高空作业人员安防装备检测算法。首先,将主干网络重新设计为更轻量的yolov7-FasterNet,并调整空间金字塔池化结构,实现模型参数量的压缩;其次,在ELAN-L模块中扩展梯度传输路径的分支,解决了模型压缩造成的通道信息缺失问题,提升了特征信息的提取能力;最后,将网络中下采样部分替换为Involution模块,降低参数冗余,增强网络对全局的捕获能力。实验结果表明,改进的yolov7-tiny算法能够更好地适应复杂高空作业场景,在开源数据集上具备良好的性能。该算法的平均检测精度达到94.7%,较原模型提升1.5%,参数量较原模型下降11.6%,实验结果验证了算法改进措施的有效性。

关键词：目标检测安防装备高空作业 yolov7-tiny 轻量化 Involution

轻量化yolov7-tiny的遥感图像小目标检测

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科学技术与工程 2024年第18期24卷 7726-7732页

作者：桑雨李立权李铁辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105

针对遥感图像小目标众多、目标检测器参数量大和检测效率低等问题,提出了一种改进的yolov7-tiny的轻量级遥感图像小目标检测模型。首先,针对原始模型中跨阶段局部空间金字塔池化网络复杂的碎片化操作,提出轻量级的空间金字塔池化结构来... 详细信息

针对遥感图像小目标众多、目标检测器参数量大和检测效率低等问题,提出了一种改进的yolov7-tiny的轻量级遥感图像小目标检测模型。首先,针对原始模型中跨阶段局部空间金字塔池化网络复杂的碎片化操作,提出轻量级的空间金字塔池化结构来减少多余的卷积算子操作;其次,针对颈部网络冗余的模块化连接方式和小目标容易在深层特征丢失空间信息的问题,提出深层语义信息引导的单尺度预测头方法来进行小目标位置信息强化,并进一步减少颈部网络和头部网络的计算成本。在遥感图像数据集上展开实验,结果表明,改进后的模型比原始模型参数量降低49.6%,计算复杂度降低28.5%,推理速度提高73.1%,并优于现阶段其他主流轻量级目标检测器。

关键词：目标检测 yolov7-tiny 轻量化遥感图像语义信息引导