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针对Faster R-CNN目标检测算法中小目标检测精度不高和定位不准确的问题,提出一种基于多层特征融合的小目标检测方法。运用多层特征融合的方式丰富特征图的信息,提升小目标检测的精度,在目标候选区域时对锚框进行新的设定,丰富锚框的比例与大小,进一步加强目标候选区域的生成,提升小目标检测精度和增强目标的定位效果。在测试数据集PASCAL VOC 2007进行验证,验证结果表明,与Faster R-CNN相比,检测速度没有受到明显的影响,目标总体检测精度提升了2.2%,其中小目标检测精度提升更为显著。