Frontiers in Plant Science·9月16日 · 周三论文智慧农业 / 农业物联网阅读 3

Full shuffle and p-rectified semi-inner powerful IoU-based chili pepper flower recognition with environment-aware YOLO11

Cui-Ping Zhang · Zhi-Yong Wang · Xuewei Wang 等 4 人

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基于YOLO11改进,实现温室辣椒花精准检测。

方法

自建数据集+数据增强,引入全混洗、环境感知C3k2和p校正IoU。

发现

mAP50达84.8%,比基线YOLO11提升7.5个百分点,优于多个对比模型。

机会点

温室辣椒花检测研究少,可探索多品种、多生长期泛化及嵌入式部署。

影响力15
信息增量21
专业深度17
信源权威13
时效性10

基于YOLO11的辣椒花检测新方法,mAP50提升7.5个百分点,对设施农业智能监测有参考价值,但属细分技术进展,影响范围有限。

原文摘要

作为常见的温室商业化种植作物,辣椒的产量一直备受关注。有效的管理对于温室的環境可持续性和高生产力都至关重要。无论是生长监测、产量估算还是自动化生产,辣椒花朵的精准识别都至关重要。为实现这一目标,本文基于YOLO11目标检测模型,聚焦辣椒花朵的精准检测。通过利用自建的温室辣椒花朵数据集并结合数据增强,增加了不同场景下样本的多样性。针对YOLO11在此任务中的局限性,本文提出了一个集成三个模块的统一框架:(1)完全混洗(full shuffle),以增强模型通道间的信息交换并优化权重;(2)由于YOLO11在训练过程中无法纳入外部环境数据,引入了环境感知C3k2(environment-aware C3k2);(3)提出的p-rectified Semi-inner Powerful IoU加速了模型收敛并提升了灵活性。实验表明,本方法取得了84.8%的mAP50、50.2%的mAP50-95、81.1%的精确率和75.6%的召回率,较基线YOLO11的77.3%提升了7.5个百分点,并在相同实验条件下优于YOLOv8、YOLO12、RTDETR和Faster R-CNN。因此,在性能方面,本方法总体上超越了现有的辣椒花朵检测算法。目前关于温室辣椒花朵检测的研究仍然有限。本研究为智慧农业的发展提供了有价值的见解。未来工作将进一步探索模型在多个品种和生长阶段上的泛化能力,并将其部署到嵌入式设备上以实现实际应用。

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