Maritime object detection is critical for the safe navigation of unmanned surface vessels (USVs), requiring accurate recognition of obstacles from small buoys to large vessels. Real-time detection is challenging due to long distances, small object sizes, large-scale variations, edge computing limitations, and the high memory demands of high-resolution imagery. Existing solutions, such as downsampling or image splitting, often reduce accuracy or require additional processing, while memory-efficient models typically handle only limited resolutions. To overcome these limitations, we leverage Vision Mamba (ViM) backbones, which build on State Space Models (SSMs) to capture long-range dependencies while scaling linearly with sequence length. Images are tokenized into sequences for efficient high-resolution processing. For further computational efficiency, we design a tailored Feature Pyramid Network with successive downsampling and SSM layers, as well as token pruning to reduce unnecessary computation on background regions. Compared to state-of-the-art methods like RT-DETR with ResNet50 backbone, our approach achieves a better balance between performance and computational efficiency in maritime object detection.


翻译:海洋目标检测对于无人水面艇(USV)的安全航行至关重要,需要从小型浮标到大型船舶等各种障碍物实现精确识别。由于远距离、小目标尺寸、大尺度变化、边缘计算限制以及高分辨率图像的高内存需求,实时检测颇具挑战性。现有解决方案(如下采样或图像分割)往往会降低精度或需要额外处理,而内存高效模型通常仅能处理有限分辨率。为克服这些限制,我们利用基于状态空间模型(SSM)的Vision Mamba(ViM)主干网络,该网络可在随序列长度线性扩展的同时捕捉长距离依赖关系。图像被标记化为序列,以实现高效的高分辨率处理。为进一步提升计算效率,我们设计了定制化的特征金字塔网络(Feature Pyramid Network),包含连续下采样和SSM层,以及用于减少背景区域不必要计算的令牌剪枝(token pruning)机制。与采用ResNet50主干网络的RT-DETR等最新方法相比,我们的方法在海洋目标检测中实现了性能与计算效率的更佳平衡。

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