基于YOLOv8n的航拍图像小目标检测算法

来源：计算机工程与应用杂志2024年第24期北京时间：

作者：齐向明, 严萍萍, 姜亮

单位：1.辽宁工程技术大学 软件学院，辽宁 葫芦岛 125100；2.塔里木大学 信息工程学院，新疆 阿拉尔 843300

摘要：针对航拍图像小目标检测中存在目标密集和相互遮挡问题，提出一种基于YOLOv8n的航拍图像小目标检测算法。在主干网络末段，置换C2f中Bottleneck为改进后的FasterNet，保持通道数并提升收敛速度；替换SPPF中 CBS激活函数SiLU为ReLU使输入负值置零，在CBS后引入SE注意力机制扩张感受野，保留更多小目标特征。输出端检测头前嵌入高效多尺度注意力机制EMA获取更多细节信息，进一步提高小目标关注度。将基线网络损失函数CIoU替换成Wise IoU，提供增益分配策略，专注普通质量锚框，提高网络泛化能力。在数据集VisDrone2021和RSOD上做消融实验和对比实验，相较于基线算法，mAP@0.5分别提升5.1和7.2个百分点，mAP@0.5：0.95分别提升4.4和2.1个百分点，表明检测精度指标显著提升；在公开数据集VOC2007+2012上做泛化实验，mAP@0.5提升3.8个百分点，表明具有良好的鲁棒性。

关键词：航拍图像,小目标检测,YOLOv8n,FasterNet,SPPF模块,高效多尺度注意力机制（EMA）,Wise IoU