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基于改进YOLOv5s实现岩石薄片中副矿物实时视觉识别与定位OA北大核心

Real-time visual recognition and accessory mineral localization in rock thin sections based on improved YOLOv5s

中文摘要英文摘要

基于深度学习镜下矿物的识别研究中,前人主要针对颗粒较大的主要矿物开展识别研究,缺乏对具有重要意义且较小的副矿物识别的探讨.以三大岩类中常见的副矿物锆石为例,提出一种基于改进YOLOv5s实时识别薄片中锆石的方法.在YOLOv5s基础上引入改进后的高效通道注意力机制(efficient channel attention,ECA)和简化空间金字塔池化(simplified spatial pyramid pooling-fast,SimSPPF)模块,运用构建的岩石薄片中的锆石数据集训练模型后,将获得的最佳训练权重文件结合MSS(multiple screen shots)等库实现对薄片中锆石实时识别与定位.经验证,本研究改进YOLOv5s模型的精确度、召回率和mAP50分别达到 88%,82%,86%.因此,结合丰富的数据集,本文提出的改进后的YOLOv5s模型能够实现薄片中微小矿物的实时且较准确的识别.

In early research on mineral identification which used microscopes and were based on deep learning,the main focus was on the identification of major minerals with large grain sizes.As such,there is currently a dearth of studies pertaining to the identification of significant but smaller accessory minerals.In this paper,we propose a method for identifying zircon,an accessory mineral,in three principal rock classes using the improved YOLOv5s algorithm.The YOLOv5 framework is enhanced by the integration of the improved efficient channel attention and simplified spatial pyramid pooling-fast modules.After training the model using zircon data from thin sections,the obtained optimal training weight file is combined with libraries such as MSS(multiple screen shots)to achieve the real-time identification and distribution of zircon in rock samples.The results show that the proposed method improves the precision,recall rate,and mAP50 of the improved YOLOv5s model to 88%,82%,and 86%,respectively,compared with previous methods.Therefore,combined with a rich dataset,the improved YOLOv5s model proposed in this paper can achieve real-time and accurate identification of small minerals in thin sections.

刘恒;王浩铮;冯林峰;张易;郭杰;鱼晟林;李炳春

西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500||天然气地质四川省重点实验室,成都 610500西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500||天然气地质四川省重点实验室,成都 610500||油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学),成都 610500||全南国立大学 地质与环境科学系,韩国 光州 61186西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500||油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学),成都 610500||四川工业科技学院 电子信息与计算机工程学院,四川 德阳 618500西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500西南石油大学 地球科学与技术学院,成都 610500全南国立大学 地质与环境科学系,韩国 光州 61186

天文与地球科学

副矿物锆石深度学习目标检测改进YOLOv5sC3ECASimSPPF

accessory mineralszircondeep learningobject detectionimproved YOLOv5sC3EACSimSPPF

《成都理工大学学报(自然科学版)》 2025 (5)

888-899,12

国家自然科学基金(42072225)韩国国家研究基金G-LAMP项目(RS-2024-00442775).

10.12474/cdlgzrkx.2024101502

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