中国农业工程学会
陕西理工大学张鹏超教授等:基于改进YOLOv11n的轻量化茶叶病虫害识别方法
2026-10-20 08:52
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《农业工程学报》2025年第41卷第24期刊载了陕西理工大学等单位曾昆峰、张鹏超、王磊、吴凡凡、崔金凯与马文星的论文——“基于改进YOLOv11n的轻量化茶叶病虫害识别方法”。该研究由国家自然科学基金项目(项目号:62176146)资助。

引文信息:曾昆峰,张鹏超,王磊,等. 基于改进YOLOv11n的轻量化茶叶病虫害识别方法[J]. 农业工程学报,2025,41(24):220-229. 

DOI:  10.11975/j.issn.1002-6819.202508036

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研究目的与方法:

针对茶叶病虫害检测模型面临的精度低、计算复杂度高等问题,提出了一种基于改进YOLOv11n的轻量化高精度模型WGSE-YOLOv11n。首先,为提升对多尺度病斑特征的捕捉能力,该研究在主干网络中设计了一种小波变换动态卷积架构WGD(wavelet transform GhostDynamic convolution architecture),该架构融合了小波池化(WaveletPool)模块的频域分解能力与动态卷积(C3k2-GhostDynamic)模块的轻量化特性,能在减少参数量的同时增强特征表达;其次,为强化对微小病斑及复杂边界的识别精度,在颈部网络设计小波池化星型融合网络WSF(wavelet unpooling StarFusion network),结合WaveletUnPool上采样和StarFusion特征增强模块,有效重建病斑的结构信息与纹理细节;最后,引入一种轻量级高效检测头(EfficientHead),通过GroupConv分组卷积进行通道分组进一步降低参数量和计算量。

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结果与结论:

试验结果表明,该模型在自建数据集上实现了97.64%精确率、97.87%召回率和99.08%的模型平均精度,较基准模型YOLOv11n分别提升了0.24、3.62和0.77个百分点;同时参数量、计算量和模型大小分别压缩至1.51M、3.3G和3.2MB,较基准模型降低41.5%、47.6%和39.6%;嵌入式设备检测帧率达到26.14帧/s,单幅图像平均推理时间为14 ms。证明了该模型在大幅降低网络计算量的同时保持较高的识别精度,能够满足在移动端和嵌入式设备的部署要求。

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