CBAM:Convolutional Block Attention Module

CBAM是卷积神经网络的注意力模块,它结合了通道和空间注意力机制,提升特征学习能力。通过平均池化和最大池化获取通道注意力,卷积操作生成空间注意力,最终改善ResNet中ResBlock的性能。

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目录

1、注意力机制

2、论文解读

2.1 Channel Attention Module(通道注意力机制) 

2.2 Spatial attention channel

 2.3 CBAM integrated with a ResBlock in ResNet

2.4 实验结果



1、注意力机制

通俗的讲,注意力机制就是希望网络自动学出图片或文字序列中需要注意的地方。比如,人眼在观察一幅画时,不会将注意力平均分配到画中的每个像素,而是更多的将注意力放到人们关注的地方。

从实现的角度讲:注意力机制通过神经网络的操作生成一个掩膜mask,mask上的值打一个分,评价当前需要关注点的评分。

注意力机制可以分为:

  • 通道注意力机制:对通道生成掩膜mask,进行打分,代表是senet,Channel Attention Map
  • 空间注意力机制:对空间进行掩膜的生成,进行打分,代表是Spatial Attention Map
  • 混合域注意力机制:同时对通道注意力和空间注意力进行打分,代表有BAM,CBAM

2、论文解读

论文提出Convolutional Block Attention Module(CBAM),这是一种为卷积神经网络设计的,简单有效的注意力模块(Attention Module),对于卷积神经网络生成的feature map,CBAM从通道和空间两个维度来计算feature map的attention map,然后将feature map 和attention map相乘,进行自适应特征学习。CBAM是一个轻量的通用模块,适用于各种卷积神经网络中。  

实现过程如下:

image.png

对于一个中间层的feature map:对于一个中间层的feature map:F\in R^{C*H*W},CBAM将会顺序推理出1维的channel attention map M_{c}\in R^{C*1*1},以及2维的spatial attention map M_{s}\in R^{1*H*W},整个过程如下图所示:

image.png

2.1 Channel Attention Module(通道注意力机制) 

### 回答1: CBAM是卷积块注意力模块的缩写,是一种用于交替堆叠到深度卷积神经网络(CNNs)中的模块。它包含两个子模块:通道注意力模块和空间注意力模块。通道注意力模块用来对每个通道进行加权,确定哪些通道最重要。空间注意力模块在每个通道中对所有空间位置进行加权,可以捕捉不同位置的重要性,从而更好地定位物体。 CBAM的优点在于,它能够提高CNNs的性能,减少了过度拟合的情况。CBAM结构的输入任意大小、任意通道数、任意深度,因此可以适用于各种计算机视觉任务,包括图像分类,物体检测和语义分割等。 总之,CBAM是一种具有高灵活性和高性能的卷积块注意力模块,能够极大地增强CNNs的表达能力,提高计算机视觉任务的准确性。 ### 回答2: CBAMConvolutional Block Attention Module),是一种用于图像分类的Attention模块,它主要是用于增强卷积神经网络(CNN)的特征表达能力,使得CNN能够更好地区分不同种类的图像。 CBAM结构由两部分组成,分别是CBAM-Channel和CBAM-Spatial。在CBAM-Channel中,它通过引入注意力机制,对每个通道的特征进行加权求和,并且使用全局平均池化操作,计算其重要性参数,进而对特征进行修正,从而提升模型的表达能力。CBAM-Spatial则通过空间注意力机制对图像中的区域进行注意力分配权重,进一步优化模型的性能。 CBAM在图像分类方面的性能表现非常卓越。实验证明,在对比原始ResNet和ResNeXt网络,以及加入CBAM的ResNet和ResNext网络进行图像分类时,加入CBAM的ResNet和ResNeXt网络具有更强的表达能力和更高的分类准确性,同时,它在训练过程中的收敛速度也有所提升。 总的来说,CBAM是一种非常有效的图像分类模块,利用注意力机制对CNN的特征进行增强,为图像分类任务提供了更好的性能表现。随着人工智能的迅速发展,CBAM在图像识别、物体检测等领域将具有广阔的应用前景。 ### 回答3: CBAM是卷积块注意力模块的缩写,它是一种用于图像分类和目标检测的神经网络模型。CBAM模块通过将通道和空间注意力机制组合在一起,从而有效地提高了模型的性能。 CBAM模块分为两个部分:通道注意力机制和空间注意力机制。通道注意力机制是针对图像特征中的通道信息进行关注,它可以基于每个通道的特征图来计算权重,然后对于每个通道进行信息的调整和加权。这样,在网络中的每个层次上都能更好地利用有用的通道信息,减少无用信息对网络性能的影响。 空间注意力机制是针对图像特征中的空间信息进行关注。它能够自适应地计算每个像素点的权重,然后对于每个像素点进行信息的调整和加权。这样,网络中的每个空间位置都能更好地利用有用的空间信息,提高目标检测和分类的准确率。 通过组合这两种注意力机制,CBAM模块能够区分有用和无用的特征,从而在图像分类和目标检测任务中取得更好的性能。CBAM模块通常被用在深度卷积神经网络中,例如ResNet以及MobileNet等,以提高整个网络中的特征提取能力和分类性能。
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