2026, 41(8):2239-2254.
DOI: 10.13195/j.kzyjc.2025.1297
摘要:
针对变电站仪表外观缺陷检测中存在表盘破损语义表征不足及露水、水汽等伪纹理导致的复杂背景干扰, 以及远距离拍摄造成的小尺度缺陷定位不稳定等问题, 在YOLO11n基础上提出蒸馏型轻量化多尺度特征增强与回归优化型YOLO模型(DLMFR-YOLO). 首先, 构建双向多尺度特征融合传播网络, 在颈部实现多尺度特征的双向交互与细节补偿, 强化仰角视角和小目标缺陷的语义与结构表征; 其次, 设计星注意力特征提取模块, 利用星操作与上下文锚点注意力在空间与通道维度突出表盘裂纹、外壳破损等关键区域, 有效抑制复杂背景及露水、水汽伪纹理的干扰; 再次, 引入WIoUv3作为边界框回归损失, 通过动态质量加权机制提升小目标场景下边界回归的稳定性与精度; 在此基础上, 采用StarNet轻量化主干网络与轻量级共享卷积检测头对模型结构进行轻量化改造, 压缩参数规模与计算量; 最后, 构建基于bridging cross-task protocol inconsistency knowledge distillation (BCKD)的逻辑蒸馏框架, 以轻量化前后的模型分别作为教师与学生网络, 弥补轻量化带来的精度损失. 实验结果表明, 在自建变电站仪表外观缺陷数据集上, 与YOLO11n相比, DLMFR-YOLO的mAP@0.5提升3.2%, 参数量下降31.4%, FLOPs降低15.9%, 在显著降低模型复杂度的同时提升了检测精度, 体现出良好的工程应用与部署优势.