YOLOv5/v 使用 GhostNet 作为骨干网络的计算机视觉模型

本文介绍了如何在 YOLOv5/v 中使用轻量级的 GhostNet 架构作为骨干网络,详细阐述了替换过程并提供了源代码示例。通过修改 yolov5.py 文件并应用 GhostNet,实现了资源受限环境下的高效目标检测。

YOLOv5/v 是一个流行的计算机视觉目标检测模型,它在最新的版本中引入了 GhostNet 作为骨干网络。GhostNet 是一种轻量级的卷积神经网络架构,具有较低的参数量和计算复杂度,适用于资源受限的设备和应用场景。本文将详细介绍如何将 GhostNet 应用于 YOLOv5/v 模型,并提供相应的源代码。

首先,我们需要下载 YOLOv5/v 源代码。在终端中执行以下命令:

git clone https://github.com/ultralytics/yolov5.git

下载完成后,我们可以进入 yolov5 目录,并安装所需的依赖项:

cd yolov5
pip install -r requirements.txt

接下来,我们需要下载预训练的 GhostNet 权重。可以从 GhostNet 的官方仓库中获取:

git clone https://github.com/huawei-noah/ghostnet.git

下载完成后,将 ghostnet.py 文件复制到 yolov5/models 目录下。

现在,我们可以修改 yolov5/models/yolov5.py 文件,以将 GhostNet 作为骨干网络。打开该文件,并将以下代码插入到文件开头的位置:

from models.
### 将GhostNet作为YOLOv5主干网络实现轻量化改进 #### 背景介绍 为了提升计算机视觉模型的效率和性能,研究者们不断探索更高效的神经网络架构。GhostNet作为一种高效的设计,在保持较高精度的同时显著减少了计算量和参数数量[^1]。 #### GhostNet简介 GhostNet的核心思想在于通过引入ghost模块来构建特征图。具体来说,先生成少量的基础特征映射,再通过对这些基础特征应用线性变换得到更多的衍生特征映射。这种方法可以在几乎不增加额外运算成本的情况下大幅扩展通道数,从而提高表达能力并减少资源消耗。 #### 替换过程详解 要将GhostNet集成到YOLOv5中作为其新的骨干网路,主要涉及以下几个方面的工作: - **修改配置文件**:调整`yolov5.yaml`中的backbone部分定义,使其指向自定义的GhostNet结构。 - **编写或移植GhostNet代码**:如果官方库未提供现成的支持,则需自行编码实现GhostNet各层逻辑,并确保能无缝对接至YOLOv5框架内工作正常。 - **训练与验证**:完成上述改动后,利用预处理好的数据集重新训练整个检测器;期间密切监控各项指标变化情况,必要时微调超参直至获得满意效果为止。 ```python from models.common import Conv, BottleneckCSP import torch.nn as nn class GhostModule(nn.Module): def __init__(self, inp, oup, kernel_size=1, ratio=2, dw_size=3, stride=1, relu=True): super(GhostModule, self).__init__() init_channels = int(oup // ratio) new_channels = init_channels*(ratio-1) self.primary_conv = nn.Sequential( # pointwise conv nn.Conv2d(inp, init_channels, kernel_size, stride, kernel_size//2, bias=False), nn.BatchNorm2d(init_channels), nn.ReLU(inplace=True) if relu else nn.Sequential(), ) self.cheap_operation = nn.Sequential( # depthwise separable convolution nn.Conv2d(init_channels, new_channels, dw_size, 1, dw_size//2, groups=init_channels, bias=False), nn.BatchNorm2d(new_channels), nn.ReLU(inplace=True) if relu else nn.Sequential(), ) def forward(self, x): x1 = self.primary_conv(x) x2 = self.cheap_operation(x1) out = torch.cat([x1,x2], dim=1) return out[:, :self._modules['cheap_operation'][-2].weight.size()[0]*2, :, :] ``` 此段Python代码展示了如何创建一个简单的Ghost Module类,该类继承自PyTorch的nn.Module基类。其中包含了两个子序列——primary_conv用于执行标准卷积操作,而cheap_operation则负责实施深度可分离卷积以生成更多样化的特征表示。最后,在forward方法里实现了这两个分支输出的拼接以及必要的裁剪操作,保证最终输出维度匹配预期设置。
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