在林业管理中,及时发现火灾并识别其规模对于安全防护和治理火灾至关重要。针对现有火灾检测算法存在的精度低、漏检误检和实时性不足等问题,提出一种无人机航拍图像下火灾实时检测算法——MDSYOLOv8。以YOLOv8为基线算法,将骨干网络第7层卷积模块和颈部网络卷积模块替换成动态蛇形卷积(DSConv),提高算法的特征提取性能,并强化算法对微小特征的学习能力;然后在颈部与检测头之间添加多维协作注意力机制(MCA),加强颈部特征融合,增强算法对小目标的检测能力,并抑制无关背景信息;最后使用SIoU损失函数替换原YOLOv8中的CIoU损失函数,加快算法的收敛速度和回归精度。实验结果表明,MDSYOLOv8在公开数据集KMU上对烟雾目标的检测精度mAP达到95.89%,相较于基线YOLOv8提高了3.33个百分点,具有卓越的检测性能。此外,本研究采集互联网上的无人机航拍火灾图像制作UFF(UAV field fire)数据集,主要对象为火焰和烟雾,包含森林和城市等火灾隐患可能发生场景。在自制数据集UFF上进行深度实验分析,MDSYOLOv8的检测精度达到93.98%,检测速度为54帧/s,并且能同时识别烟雾和火焰两种火灾场景中的主要目标,与主流目标检测方法相比,在检测精度和效率方面均展现出明显优势,更加契合航拍场景下的火灾检测应用。
