关键词:
芡实
YOLOv11n
缺陷检测
轻量化模型
图像识别
摘要:
[目的/意义]针对芡实在加工分选过程中人工分选成本高、效率低且一致性差的问题,提出了一种基于改进YOLOv11n的芡实外观缺陷检测算法,旨在研究一种轻量化的芡实精准分选模型。[方法]首先,将通用感知大核卷积模块(UniRepLKNetBlock)融入C3k2 (Cross Stage Partial with kernel size 2)结构,构建新型特征提取模块CURK (C3k2-UniRepLKNetBlock),增强模型对细粒度缺陷纹理和复杂背景的表征能力;其次,采用深度轻量化自适应提取模块替换主干网络中的部分卷积模块,在增强关键区域的自适应学习能力的同时减少计算量;最后,引入SDIoU (Scale Dynamic IoU Loss)损失函数,弥补DIoU (Distance Intersection over Union)损失函数在多目标检测中回归不稳定、定位精度不足的问题,提升模型的检测准确性与边界框回归效果。[结果和讨论]改进后的模型平均精度均值达到97.4%,召回率为92.8%,相较于基线模型YOLOv11n分别提高了0.4和2.9个百分点;模型权重文件大小为4.9 MB,模型参数量为2.31 M,浮点运算量为6.1 GFLOPs,相较于基线模型分别降低了10.9%、10.7%和3.2%;改进后模型的推理速度达到189.2帧/s,能够满足实时检测的要求。在实验平台测试实验中,总体平均准确率达到92.25%,验证了模型的实用性与工程适应性。[结论]改进模型在保证较高检测精度的同时,兼顾了模型轻量化和实时性,具有较好的工程应用潜力,为芡实的智能化分选提供了有效的技术参考。