DB-YOLO：特征增强融合的双骨干YOLOv8道路缺陷检测模型

来源：计算机工程与应用杂志2024年第24期北京时间：

作者：叶发茂, 张立, 袁燎, 李大军

单位：1.东华理工大学 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室，南昌 330013；2.东华理工大学 测绘与空间信息工程学院，南昌 330013

摘要：虽然已经提出了许多基于深度学习的道路缺陷检测方法，但这些方法通常忽略了一些道路缺陷检测任务中非常重要的道路缺陷相关的边缘特征信息。为了充分利用这些边缘特征信息，提出了一种改进的双骨干YOLOv8模型（dual backbone YOLOv8 model，DB-YOLO）用于道路缺陷检测。设计了边缘特征提取模块（edge feature extraction model，EFEM）用于过滤图像低频信息，提取图像高频边缘信息。设计了双骨干网络来提取特征，在原模型基础上增加一个边缘特征骨干网络（edge feature backbone，EFB），对EFEM提取的图像高频边缘信息进行处理，提取边缘特征，为道路缺陷检测提供更丰富的特征。提出了一种新的特征增强融合模块（feature enhancement fusion module，FEFM）用于融合各种特征，并采用多个FEFM模块将边缘特征、不同级别的图像特征进行有机融合。引入Label smoothing策略减弱了数据集中标签质量的影响，增强了模型的泛化能力，进一步提升模型的检测精度。实验结果表明，在GRDDC2020数据集上，DB-YOLO_v8s的mAP和F1分别取得56.42%、56.13%，较YOLO_v8s分别提升了1.3和1.96个百分点，检测速度达到了64.94帧/s，满足实时检测要求。此外，DB-YOLO_v8s在官方测试集Test_1和Test_2上的F1分数分别为58.79%和58.52%，与其他方法相比，在两个测试数据集中F1分别高了0.65和1.37个百分点。因此，提出的模型可以提升道路缺陷检测精度。

关键词：道路缺陷检测,YOLOv8,双骨干,特征增强融合模块,注意力机制