基于改进FCOS的水稻叶片病害检测模型

来源：江苏农业科学杂志2024年第第12期北京时间：

作者：丁士宁;姜明富

单位：1.信阳农林学院信息工程学院，河南信阳 464000； 2.澳门理工大学应用科学学院，澳门 999078

摘要：针对传统水稻病害识别方法主要依赖人工，效率低下且存在人工主观误差的问题，提出一种基于改进FCOS模型的水稻叶片病害检测模型。首先收集950张3种不同病害的水稻叶片图像，构建Pascal Voc格式的水稻叶片病害数据集。为增强模型的泛化能力，对划分为训练集的图像进行数据增强，训练集图像由760张扩增到6 080张。然后构建检测模型，改进FCOS模型在原模型的基础上，在特征融合网络引入CBAM注意力模块；损失函数中，回归损失函数采用CIoU损失函数，分类损失函数和中心度损失函数与原FCOS模型保持一致。改进的FCOS模型在水稻叶片病害数据上的平均精度均值达77.7%，相比原FCOS模型提升了2.3百分点，改进的模型在不明显提升检测时间的情况下，提升了模型的精度。通过试验与模型YOLOF、Faster R-CNN、VarifocalNet、NAS-FCOS、TOOD进行对比，结果表明本研究模型取得了最高的检测精度，且在检测精度和检测速度上取得了最高的权衡。结果表明，本研究提出的模型能够比较精准地识别水稻白叶枯病、胡麻叶斑病和叶瘟病，可以为水稻叶片病害的检测提供参考。

关键词：改进FCOS模型;水稻叶片病害图像;Pascal Voc格式;CBAM注意力模块;CIOU损失函数