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基于TC-YOLO模型的北京珍稀鸟类识别方法

Rare bird recognition method in Beijing based on TC-YOLO model

摘要北京地区珍稀鸟类的保护对维护当地生物多样性具有重要意义.随着人工智能技术的发展,利用深度学习技术自动识别鸟类成为鸟类调查保护的重要手段.实际鸟类图像存在背景复杂以及相近科属鸟类具有外观相似等特点,导致模型识别精度不佳.针对以上问题,本文提出一种基于TC-YOLO模型的鸟类识别方法.首先,为解决鸟类识别中复杂背景导致的漏检问题,本文方法结合CARAFE(content-aware reassembly of features)机制,自适应生成不同特征点所对应的上采样核,在更大的感受野内聚合上下文语义信息,有效聚焦鸟类前景区域.其次,为解决鸟类识别中相似外观导致的误检问题,本文方法引入TSCODE(task-specific context decoupling)解耦定位和分类任务,通过获取多层级特征图的信息以回归目标边界,并利用包含底层纹理和高层语义的特征进行物种分类,进而提高模型的鸟类识别精度.最后,本文开展对比实验以验证模型的性能.实验结果表明,TC-YOLO模型的平均精度均值在包含北京地区28种国家一级保护鸟类的自建数据集Beijing-28和鸟类公开数据集CUB200-2011上分别达到78.7％和75.3％,均优于已有方法,而且在公开数据集MS COCO上验证了TC-YOLO模型拥有较强的泛化性.本文提出的TC-YOLO模型对背景复杂或外观相似的鸟类图像都能有效识别,漏检率和误检率较低,能够为鸟类保护提供重要技术支撑.