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百香果产量的精确估计对于果园的有效管理至关重要,但它带来了诸如遮挡、光线变化和相机抖动等挑战,这可能导致漏检、错误检测和重复计数小果等问题。在本研究中,提出了一种鲁棒的计算机视觉算法YOLOv8n + OC-SORT + CRCM (Central Region Counting Method)来完成百香果的检测、跟踪和产量估计三个任务。首先,比较了各种YOLO系列检测算法对百香果的检测结果,选择了YOLOv8n作为检测器。然后,选择OC-SORT算法作为跟踪器,因为它可以有效地解决遮挡、垂直抖动和速度不均匀等问题。最后,设计了用于百香果计数的CRCM计数算法,以解决估计百香果产量的挑战。为了验证这些方法的有效性,建立了一个真实世界的百香果视频数据集,其中包括24个视频,每个视频的长度为1分钟。在测试集上的检测结果中,YOLOv8n探测器在YOLOv5n、YOLOv7和YOLOv8n三种探测器中取得了最好的效果,mAP@0.5 (mean Average Precision)达到86.3%,模型大小仅为6.2 MB。OC-SORT跟踪器的HOTA(高阶跟踪精度)为67.10%,比BoT-SORT、Byte Track和Strong SORT三种主流跟踪器分别高出2.98%、4.71%和8.82%。在果实产量估计中,CRCM的平均计数准确率为87.0%,分别比ID数法和单线法(SLM)方法高49.8%和10.5%。综上所述,YOLOv8n + OC-SORT + CRCM算法有效解决了错误识别、小果漏检、重复计数等问题,实现了对百香果产量的稳定、实时、准确估计。
图1 百香果栽培。
图
2
数据集的一部分。
图
3
数据集的处理流程。
图
4
基于
YOLOv8n + OC-SORT + CRCM
的百香果产量估计算法流程图
。
图
5
C3
模块和
C2f
模块。
图
6
YOLOv8
架构。
图
7
OC-SORT
。
图
8
计算
SLM
和
CRCM
的面积。
图
9
不同检测器在实际场景中的检测结果。
图
1
0
视频
41
中
OC-SORT
、
BoT-SORT
、
ByteTrack
和
Strong SORT
跟踪结果的比较
。
图
1
1
测试视频
10,21
的
OC-SORT
跟踪结果。
图
1
2
真实值与预测果数方法(
ID number
,
SLM
,
CRCM
)的比较结果。
图
1
3 ID
、
SLM
和
CRCM
的数量可视化结果。
来 源
Tu, S., Huang, Y., Huang, Q., Liu, H., Cai, Y., & Lei, H. Estimation of passion fruit yield based on YOLOv8n + OC-SORT + CRCM algorithm. Computers and Electronics in Agriculture. 2025, 229, 109727
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