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农作物检测和识别3：基于深度学习YOLOv12神经网络实现农作物检测和识别(含训练代码、数据集和GUI交互界面)

news 2026/7/7 0:20:21

基于深度学习YOLOv12神经网络实现农作物检测和识别，其能识别检测出11种农作物检测：names: ['bluegrass','chenopodium_album','cirsium_setosum','corn','sedge','cotton', 'nightshade', 'tomato', 'velvet','lettuce','radish']

具体图片见如下：

第一步：YOLOv12介绍

YOLO12 引入了一种以注意力为中心的架构，它脱离了之前 YOLO 模型中使用的传统 CNN 方法，但保留了许多应用所必需的实时推理速度。该模型通过在注意力机制和整体网络架构方面的创新方法，实现了最先进的目标检测精度，同时保持了实时性能。

主要功能：

区域注意力机制: 一种新的自注意力方法，可以有效地处理大型感受野。它将特征图分成l个大小相等的区域（默认为 4 个），水平或垂直，避免复杂的运算并保持较大的有效感受野。与标准自注意力相比，这大大降低了计算成本。
残差高效层聚合网络（R-ELAN）：一种基于 ELAN 的改进的特征聚合模块，旨在解决优化挑战，尤其是在更大规模的以注意力为中心的模型中。R-ELAN 引入：
- 具有缩放的块级残差连接（类似于层缩放）。
- 一种重新设计的特征聚合方法，创建了一个类似瓶颈的结构。
优化的注意力机制架构：YOLO12 精简了标准注意力机制，以提高效率并与 YOLO 框架兼容。这包括：
- 使用 FlashAttention 来最大限度地减少内存访问开销。
- 移除位置编码，以获得更简洁、更快速的模型。
- 调整 MLP 比率（从典型的 4 调整到 1.2 或 2），以更好地平衡注意力和前馈层之间的计算。
- 减少堆叠块的深度以改进优化。
- 利用卷积运算（在适当的情况下）以提高其计算效率。
- 在注意力机制中添加一个7x7可分离卷积（“位置感知器”），以隐式地编码位置信息。
全面的任务支持: YOLO12 支持一系列核心计算机视觉任务：目标检测、实例分割、图像分类、姿势估计和旋转框检测 (OBB)。
增强的效率: 与许多先前的模型相比，以更少的参数实现了更高的准确率，从而证明了速度和准确率之间更好的平衡。
灵活部署: 专为跨各种平台部署而设计，从边缘设备到云基础设施。

第二步：YOLOv12网络结构

第三步：代码展示

# Ultralytics YOLO 🚀, AGPL-3.0 license from pathlib import Path from ultralytics.engine.model import Model from ultralytics.models import yolo from ultralytics.nn.tasks import ClassificationModel, DetectionModel, OBBModel, PoseModel, SegmentationModel, WorldModel from ultralytics.utils import ROOT, yaml_load class YOLO(Model): """YOLO (You Only Look Once) object detection model.""" def __init__(self, model="yolo11n.pt", task=None, verbose=False): """Initialize YOLO model, switching to YOLOWorld if model filename contains '-world'.""" path = Path(model) if "-world" in path.stem and path.suffix in {".pt", ".yaml", ".yml"}: # if YOLOWorld PyTorch model new_instance = YOLOWorld(path, verbose=verbose) self.__class__ = type(new_instance) self.__dict__ = new_instance.__dict__ else: # Continue with default YOLO initialization super().__init__(model=model, task=task, verbose=verbose) @property def task_map(self): """Map head to model, trainer, validator, and predictor classes.""" return { "classify": { "model": ClassificationModel, "trainer": yolo.classify.ClassificationTrainer, "validator": yolo.classify.ClassificationValidator, "predictor": yolo.classify.ClassificationPredictor, }, "detect": { "model": DetectionModel, "trainer": yolo.detect.DetectionTrainer, "validator": yolo.detect.DetectionValidator, "predictor": yolo.detect.DetectionPredictor, }, "segment": { "model": SegmentationModel, "trainer": yolo.segment.SegmentationTrainer, "validator": yolo.segment.SegmentationValidator, "predictor": yolo.segment.SegmentationPredictor, }, "pose": { "model": PoseModel, "trainer": yolo.pose.PoseTrainer, "validator": yolo.pose.PoseValidator, "predictor": yolo.pose.PosePredictor, }, "obb": { "model": OBBModel, "trainer": yolo.obb.OBBTrainer, "validator": yolo.obb.OBBValidator, "predictor": yolo.obb.OBBPredictor, }, } class YOLOWorld(Model): """YOLO-World object detection model.""" def __init__(self, model="yolov8s-world.pt", verbose=False) -> None: """ Initialize YOLOv8-World model with a pre-trained model file. Loads a YOLOv8-World model for object detection. If no custom class names are provided, it assigns default COCO class names. Args: model (str | Path): Path to the pre-trained model file. Supports *.pt and *.yaml formats. verbose (bool): If True, prints additional information during initialization. """ super().__init__(model=model, task="detect", verbose=verbose) # Assign default COCO class names when there are no custom names if not hasattr(self.model, "names"): self.model.names = yaml_load(ROOT / "cfg/datasets/coco8.yaml").get("names") @property def task_map(self): """Map head to model, validator, and predictor classes.""" return { "detect": { "model": WorldModel, "validator": yolo.detect.DetectionValidator, "predictor": yolo.detect.DetectionPredictor, "trainer": yolo.world.WorldTrainer, } } def set_classes(self, classes): """ Set classes. Args: classes (List(str)): A list of categories i.e. ["person"]. """ self.model.set_classes(classes) # Remove background if it's given background = " " if background in classes: classes.remove(background) self.model.names = classes # Reset method class names # self.predictor = None # reset predictor otherwise old names remain if self.predictor: self.predictor.model.names = classes