融合多尺度注意力的轻量化初期林火检测算法
DOI:
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作者:
作者单位:

1.重庆三峡学院电子与信息工程学院 重庆 404100;2.重庆三峡学院计算机科学与工程学院 重庆 404100

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP391.4;TN911.73

基金项目:

重庆市自然科学基金(2022NSCQ-MSX4084)、重庆市教委科学技术研究项目(KJZD-M202201204,KJZD-M202301203)、重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202401237)资助


Lightweight early-stage forest fire detection algorithm integrating multi-scale attention
Author:
Affiliation:

1.School of Electronic and Information Engineering, Chongqing Three Gorges University,Chongqing 404100, China; 2.School of Computer Science and Engineering, Chongqing Three Gorges University,Chongqing 404100, China

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    摘要:

    针对森林火灾初期检测领域中环境背景复杂、小目标火焰和烟雾纹理特征不明显、模型参数量大、实际部署计算资源受限的问题,提出基于改进YOLOv5s的轻量化森林火灾初期检测算法YOLO-VRG。首先,使用极简主义网络VanillaNet作为特征提取网络,以显著降低模型复杂度,实现高效特征提取;其次,设计了空间特征和特征通道重建注意力卷积RVBC3EMA模块,以减少空间和通道维度上的特征冗余,提高特征表达能力;最后,充分利用分组混洗卷积以进一步降低模型参数量和计算量。实验结果表明:YOLO-VRG模型相比于原始模型,mAP@0.5达到了87.6%,提升了3.2%的同时,模型参数量减少了74.1%,GFLOPs降低了71.9%,仅有2.1 M的参数量和4.5的GFLOPs,该算法在提高检测精度的同时大幅度减少了模型参数量,能更好的适用于计算资源受限的场景。

    Abstract:

    To address challenges in early forest fire detection—including complex environmental backgrounds, indistinct texture features of small flame/smoke targets, and high computational demands in resource-constrained deployments—we propose YOLO-VRG, a lightweight detection algorithm based on improved YOLOv5s. First, we employ VanillaNet as the feature extraction backbone to significantly reduce model complexity while maintaining efficient feature capture. Second, we design the RVBC3EMA module with spatial-channel reconstruction attention to minimize feature redundancy and enhance discriminative representation. Third, we implement grouped shuffle convolution to further optimize parameter efficiency. Experimental results demonstrate that YOLO-VRG achieves 87.6% mAP@0.5 (3.2% improvement over baseline) with only 2.1 M parameters (74.1% reduction) and 4.5 GFLOPs (71.9% reduction). This balanced architecture enables superior detection accuracy and hardware efficiency for edge deployment scenarios.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐瑞杰,谢辉,姜吴瑾,李洪兵,肖扬.融合多尺度注意力的轻量化初期林火检测算法[J].电子测量技术,2025,48(15):80-90

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