基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法

摘要

随着深度学习的快速发展,利用目标检测算法对航拍绝缘子图像进行缺陷检测成为绝缘子巡检的主要方式.针对传统目标检测算法对小目标的检测精度较低、特征图的表征能力较弱和提取的关键信息较少的问题,提出以YOLOv5l为基础网络的改进的基于注意力机制和多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测方法AMF-YOLOv5l(Attention Mechanism and Multi-Scale Feature Fusion Based on YOLOv5l).首先,通过增加一个小目标检测头,提高模型对小目标的检测性能;然后,构造DSPP(Dilated Spatial Pyramid Pooling)模块,充分融合多尺度特征,增强特征图的表征能力;最后,引入CA(Coordinate Attention)注意力机制,使网络更加专注于关键信息.在航拍绝缘子数据集APID(Aerial Photographic Insulator Dataset)以及两个公共数据集PASCAL VOC和MS COCO上分别验证该方法的可行性.实验结果表明,在APID数据集中该方法的AP(Average Precision)比YOLOv5l算法提升5.2%,FPS(Frames Per Second)仅降低2.3,并且在公共数据集上和其他算法相比均有明显优势,证明提出的方法在较大提升检测精度的同时,还可以保持较高的检测速度,能够很好地满足绝缘子缺陷检测的工程应用需求.