基于SSD模型的巢门蜜蜂检测

吕纯阳, 刘升平, 郭秀明, 肖顺夫, 刘大众, 杨菲菲, 李路华

(中国农业科学院农业信息研究所， 北京 100081)

蜂业在现代农业中发挥着重要作用，是人类生活环境和经济的重要组成部分，全球有三分之一以上的粮食生产依赖蜜蜂传粉[1]，同时通过蜂产品获取直接经济效益。蜜蜂养殖是蜂业的基础和关键环节，维护蜂群的健康稳定是蜂业生产正常运转的基本条件。传统蜜蜂养殖方法多依赖人力和经验，如手动打开蜂箱检查巢脾、了解蜂群状况及凭经验判断蜂群的状态等，耗时耗力。随着计算机和传感器等技术发展，基于无线网络的监测技术广泛应用于各个行业和领域，其中包括对蜂群自动化监测和控制[2]，能帮助养殖人员实现对蜂群高效远程监控、降低开箱频次、减少对蜂群的影响，开创科技养蜂、智能养蜂的新局面[3]。

在低成本、高便捷度、易维护性等需求下，巢外蜂群监测逐渐受到关注。已有一些研究采用传统图像处理方法实现对蜂巢口蜜蜂监测，处理流程包括蜜蜂检测与蜜蜂数量统计两步。 蜜蜂检测方法有轮廓检测法[4]、像素分离法[4-6]、背景减除法[7-9]；蜜蜂数量统计使用方法有平均像素法[4-6]、HARR波峰法[10]、信噪比估计法[7-8]、模板匹配法[9]等。

传统方法依赖一定先验知识提取图片中目标，主要缺陷有：①滑动窗口策略在进行区域选择时针对性不强，增加了时间复杂度和窗口冗余；②人工选取的特征对目标多样性缺乏很好的鲁棒性[11]。蜂巢口环境复杂、光线变化快，蜜蜂本身也存在阴影、遮挡等复杂状况，传统算法普适性差，不能应对复杂场景变化，且当蜜蜂密度较大时，准确率不高。……