注意力特征融合的番茄叶部早期病斑诊断算法

番茄产量受到病害、天气等因素的影响,其中番茄生长过程中叶片的病害问题是影响番茄产量的最关键因素。然而,在叶片病害检测领域,现有模型普遍存在泛化能力不足以及小病斑漏检率高等问题。提出一种改进的番茄病害早期检测算法,通过对YOLOv5s网络进行多方面的优化来改善这些问题,同时保持模型轻量化。首先,采用Mosaic 9数据增强技术,强化了模型对小病斑的检测能力,增加了图像背景的复杂度,提高了模型的泛化能力;其次,使用GSConv和Slim-Neck网络,在保持模型准确性的前提下轻量化模型,降低计算负担;同时,使用SimAM注意力机制更准确地捕捉叶片上的小病斑特征,从而降低漏检率;此外,为了进一步增强多尺度目标的检测能力,引入自适应空间特征融合,有效地整合不同尺度的特征,提升了多尺度目标,特别是小目标的检测准确性。实验结果表明:该模型在叶片病害早期检测方面表现出色,对叶霉、早疫、晚疫以及健康叶片四种番茄病害的早期平均识别准确率、召回率、F1分数及mAP分别达到了0.951%、0.918%、0.934%、0.948%。可见该方法对于小病斑具有较好的检测性能,改善了模型泛化能力不足及小病斑检测过程中的漏检问题,进一步提高了检测效果。