MF-YOLO: UAV画像における小物体検出のための高解像度重み付き特徴量融合とグローバル・ローカル集約
MF-YOLO: High-Resolution Weighted Feature Fusion with Global-Local Aggregation for Small-Object Detection in UAV Imagery
MF-YOLOは、YOLO11nをベースにした精度重視の物体検出器で、ドローン(UAV)画像における小物体検出の精度向上を目指しています。このモデルは、ストライド4のP2予測スケールを導入し、ネック融合前にC2-C5にグローバル・トゥ・ローカル空間集約(GLSA)を独立して適用し、P2-P5を64チャネルの双方向特徴量ピラミッドネットワーク(BiFPN)で接続します。MF-YOLOは、検証データセットにおいて、IoU閾値0.5(mAP@0.5)で38.318 ± 0.378%、mAP@0.5:0.95で22.658 ± 0.239%の平均精度を達成し、YOLO11nをそれぞれ4.264%および2.694%上回りました。特に、小物体(APS)の平均精度は8.700 ± 0.092%から12.802 ± 0.115%へと47.2%増加しました。パラメータ数は2.584Mから2.244Mに減少しましたが、GFLOPsは6.323から14.365に増加し、RTX 4080 SUPERでのFP32ネットワークフォワードスループットは144.22 FPSから70.50 FPSに低下しました。MF-YOLOは計算コストの増加と引き換えに小物体検出性能を向上させます。
- MF-YOLOはYOLO11nをベースにストライド4のP2予測スケールを追加し、C2-C5にGLSAを独立適用、P2-P5を64チャネルBiFPNで接続する構成で、UAV画像の小物体検出精度を高めた
- 検証データセットでmAP@0.5が38.318±0.378%、mAP@0.5:0.95が22.658±0.239%となり、YOLO11nをそれぞれ4.264pt、2.694pt上回った
- 小物体の平均精度(APS)が8.700±0.092%から12.802±0.115%へ47.2%増加した
- パラメータ数は2.584Mから2.244Mへ削減された一方、GFLOPsは6.323から14.365へ増加し、RTX 4080 SUPER上のFP32スループットは144.22 FPSから70.50 FPSへ低下した
UAV画像の小物体検出という明確な応用領域で、YOLO11n比でmAP@0.5を+4.264pt、小物体APを47.2%改善しつつパラメータを2.584M→2.244Mへ削減した点は、エッジ実装を狙うドローン/防衛・インフラ点検プレイヤーにとって実用的な改善幅。一方でGFLOPsが6.323→14.365へ倍増しFPSが144→70.5に半減しており、計算資源制約の厳しい機体では精度とスループットのトレードオフが導入障壁になる。論文段階のモデルであり商用製品や資金調達の発表ではないため、短期的な投資材料ではなく、UAV搭載AIの性能ロードマップを測る技術指標として注視する価値がある。