摘要:除雜是雜交水稻制繁種過程中保證種子純度的關(guān)鍵步驟,。為了防止雜株產(chǎn)生異?;ǚ塾绊戨s交優(yōu)勢,,除雜作業(yè)需要反復(fù)人工操作,,耗費(fèi)大量的人工和時間。田間雜株的自動化地識別是實現(xiàn)機(jī)械化和自動化除雜的基礎(chǔ),。為了實現(xiàn)雜交水稻制繁種雜株的自動化精確檢測,,首先使用無人機(jī)航拍采集含有雜株的雜交水稻制繁種田俯拍圖像,通過中心裁剪獲得無畸變的高質(zhì)量圖像,,標(biāo)注出圖像中的雜株目標(biāo)后經(jīng)過幾何變化和顏色變化進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng),,獲得雜交水稻制繁種田間雜株數(shù)據(jù)集。針對圖像數(shù)據(jù)集中雜株和正常植株之間的高相似度,,提出了一種雜株目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型T-CenterNet2,,在 CenterNet2網(wǎng)絡(luò)的特征金字塔網(wǎng)絡(luò)中添加紋理感知模塊,這一模塊通過重組通道信息獲得特征圖中的紋理特征,,進(jìn)而增強(qiáng)雜株目標(biāo)和背景的特征差異;并重新設(shè)計了損失函數(shù),,添加測量紋理特征和標(biāo)簽真值之間差異的紋理損失,用于控制紋理感知模塊;針對除雜的實際作業(yè)情況引入 DIoU作為邊界框損失,通過增加預(yù)測框和標(biāo)簽中心點(diǎn)的距離懲罰項以提高網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的目標(biāo)中心點(diǎn)準(zhǔn)確度,。為了驗證各項改進(jìn)對模型的性能提升,,首先使用mAP和召回率作為評價指標(biāo)描述模型對雜株目標(biāo)的檢測效果,將改進(jìn)后模型與原始模型 CenterNet2以及 4種典型模型(Faster R-CNN,、FCOS,、YOLOX、DeTR)進(jìn)行對比,,實驗結(jié)果表明改進(jìn)后 T-CenterNet2模型 mAP達(dá)到 86.4%,,較原始模型提高 11.0個百分點(diǎn),召回率達(dá)到 82.5%,,較原始模型提高 11.6個百分點(diǎn),,而典型模型最高 mAP和召回率僅為 73.1%和 66.2%,T-CenterNet2模型取得明顯的優(yōu)勢,。其次對比了不同損失函數(shù)組合對模型收斂速度和檢測精度的影響,,其中具有權(quán)重的紋理損失和 DIoU組取得最佳結(jié)果,證明重新設(shè)計的損失函數(shù)有效適用于雜株檢測任務(wù),。改進(jìn)后模型具有較高的檢測精度和魯棒性,,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的雜株檢測效果。