1.一种基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:数据采集与处理:从真实场景中收集大量的图像数据,并对采集到的数据进行预处理;
S2:将采集到的数据集构建Yolo格式数据集,将S1采集到的图像中,每个目标标注其类别、位置和大小信息,还对标注数据进行筛选和清洗,最后将标注的xml文件转化成Yolo目标检测算法可以识别的格式;
S3:在Yolov7‑tiny网络模型基础上进行改进,将Yolov7‑tiny模型Backbone网络中CBS模块去除,并使用FasterNet模块和BasicStage模块对ELAN模块和MP模块进行替换;将Neck网络中C3模块替换为PConv模块,并在PConv模块后添加CA注意力模块;最后将Yolov7‑tiny中CIoU损失函数替换为Focal‑EIoU损失函数;
S4:使用改进后的Yolov7‑tiny轻量化模型进行训练评估,在训练过程中选择合适的超参数、优化器和损失函数;
S5:对模型训练后的数据进行分析判断,并对模型进行调整和优化,保留训练后最优权重模型;将训练后的模型进行实验测试。
2.根据权利要求1所述的基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,所述步骤S3中使用FasterNet块和BasicStage模块对ELAN模块和MP模块进行替换具体为:第一层ELAN模块采用步长为4的FasterNet模块进行替换,第三层、第五层和第七层ELAN模块采用步长为2的FasterNet模块进行替换,MP模块采用步长为1的BasicStage模块进行替换。
3.根据权利要求1或2所述的基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,所述FasterNet模块有四个分层阶段,每个阶段都有一个嵌入层或一个合并层前置,用于空间下采样和通道数扩展;每个阶段有一个FasterNet块,每个FasterNet块都包含一个PConv层和两个PWConv层;FasterNet模块归一化层采用批量归一化;激活层放置在每个中间PWConv之后,最后全局平均池化层、1×1卷积层和全连接层用于特征转换和分类。
4.根据权利要求3所述的基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,所述嵌入层为步长为4的常规Conv 4×4;所述合并层为步长为2的常规Conv 2×2。
5.根据权利要求1所述的基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,所述PConv模块通过将输入特征图分成多个子特征图,并为每个子特征图分配一个独立的卷积核进行处理,所述子特征图可以是空间上划分的不重叠区域,也可以是按通道划分的子组。
6.根据权利要求1所述的基于改进Yolov7‑tiny的轻量化目标检测方法,其特征在于,所述Focal‑EIoU损失函数具体为:EIoU Loss损失函数如公式(1):
Focal Loss如公式(2):
γ
LFL=‑(1‑pt) log(pt) (2)
将EIoU Loss和Focal Loss公式进行整合,得到最终的Focal‑EIoU损失函数,其公式如下:γ
LFE‑IoU=IoU LEIoU (3)
γ
LFE‑IoU=‑(1‑IoU) log(IoU)EIoU (4)。