南京信息工程大学杨畅获国家专利权
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龙图腾网获悉南京信息工程大学申请的专利一种基于YOLO-LiteMax神经网络的无人机目标检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119863725B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510039781.3,技术领域涉及:G06V20/17;该发明授权一种基于YOLO-LiteMax神经网络的无人机目标检测方法是由杨畅;苏健设计研发完成,并于2025-01-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于YOLO-LiteMax神经网络的无人机目标检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于YOLO‑LiteMax神经网络的无人机目标检测方法,在不增加模型参数量的情况下进行密集小目标的识别,步骤包括:在主干网络中通过选择卷积模块将C2f模块中的Bottleneck替换为FasterNet块,减少特征图冗余信息;在颈部网络对不同尺度的特征图进行差异化处理,再通过增加大尺度特征图的方式突出小目标信息,得到小目标的局部细节;在头部网络使用组归一化和共享卷积进一步提取特征,识别目标物体图片中的密集小目标。本发明无人机目标检测方法,有效增强了无人机对密集小目标物体的检测能力,提高了检测精度,在保持效率的同时增强其在复杂环境中的鲁棒性。
本发明授权一种基于YOLO-LiteMax神经网络的无人机目标检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于YOLO-LiteMax神经网络的无人机目标检测方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、构建基于YOLOv8的YOLO-LiteMax目标检测模型,输入训练集图片进行模型训练; 步骤2、输入的图片经过主干网络进行特征提取,生成不同尺度的特征图;所述主干网络包含若干个CBS模块、若干个选择卷积块、一个SPPF模块;所述选择卷积模块将C2f模块中的Bottleneck替换为FasterNet块,用于减少特征图冗余信息; 步骤3、将生成的不同尺度的特征图输入颈部网络,利用尺度序列进行特征融合;所述颈部网络对不同尺度的特征图进行差异化处理,融合多尺度特征图局部细节与全局信息,再通过增加大尺度特征图的方式突出小目标信息,并利用特征提取模块得到小目标的局部细节; 步骤4、将颈部网络特征融合后的特征图输入头部网络,进行分类和回归任务;所述头部网络中,检测头使用组归一化和共享卷积进一步提取特征,共享各尺度特征之间的信息,并通过解耦头对分类和回归任务分别进行训练,使用尺度因子对特征图进行缩放,得到训练好的YOLO-LiteMax目标检测模型; 步骤5、将待检测的无人机图像输入至训练好的YOLO-LiteMax目标检测模型,进行目标检测,识别图像中的密集小目标; 步骤3颈部网络中,对不同尺度的特征图进行特征融合,方法如下: 步骤301、修改主干网络与颈部网络的连接方式,将传统YOLOv8主干网络第四、六、九层连接到颈部网络,优化为主干网络第二、四、六、九层连接到颈部网络;其中,第九层SPPF模块输出的特征图P5在进入颈部网络后先经过第十层CBS模块进行卷积处理; 步骤302、将特征图P3、P4和卷积处理后的特征图P5的作为大、中、小尺寸的特征图,输入到第一个SAC模块进行特征融合,对不同尺度的特征图进行差异化处理,平衡特征图的细节保留与全局信息提取,避免小目标特征在上采样过程中丢失; 将第一个SAC模块输出的特征图再次经过一个选择卷积块进行处理,将选择卷积块输出的特征图与特征图P2、P3再次输入到第二个SAC模块,进一步充分融合特征,接着经过选择卷积块进行处理,得到P3尺度特征图,供P3检测头使用; 将第二个SAC模块输出的特征图通过由大小为3,步长为2的卷积核组成的CBS模块进行下采样操作,下采样得到的结果与第一个SAC模块融合的特征图进行Concat操作,经过选择卷积块进行处理,得到P4尺度特征图,供P4检测头使用; 将得到的特征图再次通过由大小为3,步长为2的卷积核组成的CBS模块进行下采样操作,下采样得到的结果与经过第十层CBS模块输出的特征图进行Concat操作,经过选择卷积块进行处理,得到P5尺度特征图,供P5检测头使用; 步骤303、在颈部网络中增加两个C3DSF特征提取模块,捕捉特征图跨尺度之间的关联性,将特征图P3、P4、P5输入第一个C3DSF特征提取模块,充分提取特征图信息; 步骤304、将经过第一个C3DSF特征提取模块提取的特征与经过第二个SAC模块融合后的特征图进行Add操作,增加一个上采样模块和一个Concat模块,通过上采样融合P3尺度特征图,与主干网络中第二层选择卷积块的输出进行Concat操作,经过选择卷积块再次处理后,将特征图P2、P3、P4输入到第二个C3DSF特征提取模块进行特征提取,然后与选择卷积块处理后的特征进行Add操作,得到P2尺度特征图,供P2检测头使用; 所述C3DSF特征提取模块中,将大、中、小尺寸特征图调整为同一个通道数,对中、小尺寸特征图采用插值上采样操作,将特征图大小调整为大尺寸特征图大小,拓展大、中、小尺寸特征图张量的维度并进行拼接,对拼接后的特征图使用3D卷积提取特征,接着经过归一化层、激活函数层、最大池化层后,将得到的处理结果压缩为输入时的维度; 所述C3DSF特征提取模块,特征提取表达式如下: ; 其中,,,表示增加了3D维度的三个尺寸的特征图,表示拼接操作,表示三维卷积,表示批量归一化操作,表示激活函数,表示最大池化操作,表示降维操作,表示维度。
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