【YOLO改进】主干SE模块(基于MMYOLO)

SE模块

论文链接:https://arxiv.org/abs/1709.01507

将SE模块添加到MMYOLO中

  1. 将开源代码SE.py文件复制到mmyolo/models/plugins目录下

  2. 导入MMYOLO用于注册模块的包: from mmyolo.registry import MODELS

  3. 确保 class SEAttention中的输入维度为in_channels(因为MMYOLO会提前传入输入维度参数,所以要保持参数名的一致)

  4. 利用@MODELS.register_module()将“class SEAttention(nn.Module)”注册:

  5. 修改mmyolo/models/plugins/__init__.py文件

  6. 在终端运行:

    python setup.py install
  7. 修改对应的配置文件,并且将plugins的参数“type”设置为“SEAttention”,可参考【YOLO改进】主干插入注意力机制模块CBAM(基于MMYOLO)-优快云博客

修改后的SE.py

import torch
from torch import nn
from torch.nn import init
from mmyolo.registry import MODELS

@MODELS.register_module()
class SEAttention(nn.Module):

    def __init__(self, in_channels=512,reduction=16):
        super().__init__()
        self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1)
        self.fc = nn.Sequential(
            nn.Linear(in_channels, in_channels // reduction, bias=False),
            nn.ReLU(inplace=True),
            nn.Linear(in_channels // reduction, in_channels, bias=False),
            nn.Sigmoid()
        )


    def init_weights(self):
        for m in self.modules():
            if isinstance(m, nn.Conv2d):
                init.kaiming_normal_(m.weight, mode='fan_out')
                if m.bias is not None:
                    init.constant_(m.bias, 0)
            elif isinstance(m, nn.BatchNorm2d):
                init.constant_(m.weight, 1)
                init.constant_(m.bias, 0)
            elif isinstance(m, nn.Linear):
                init.normal_(m.weight, std=0.001)
                if m.bias is not None:
                    init.constant_(m.bias, 0)

    def forward(self, x):
        b, c, _, _ = x.size()
        y = self.avg_pool(x).view(b, c)
        y = self.fc(y).view(b, c, 1, 1)
        return x * y.expand_as(x)


if __name__ == '__main__':
    input=torch.randn(50,512,7,7)
    se = SEAttention(channel=512,reduction=8)
    output=se(input)
    print(output.shape)

修改后的__init__.py

# Copyright (c) OpenMMLab. All rights reserved.
from .cbam import CBAM
from .Biformer import BiLevelRoutingAttention
from .A2Attention import DoubleAttention
from .CoordAttention import CoordAtt
from .CoTAttention 
<think>好的,我需要回答用户关于YOLOv8的基本模型架构和使用方法的问题。首先,我需要回忆YOLO系列的发展,特别是YOLOv8相对于之前版本的改进。根据用户提供的引用资料,引用[1]提到了从YOLOv1到YOLOv5的改进,而引用[4]讨论了YOLOv8的轻量化架构。接下来,我需要结合这些信息来构建YOLOv8的架构描述。 用户还提到了引用[2]和[3],其中涉及特征图可视化和模型训练的使用方法。因此,我需要将架构和实际使用步骤结合起来,确保回答覆盖这两个方面。 首先,模型架构部分,YOLOv8延续了YOLO的Anchor-free设计,可能采用了更高效的Backbone,比如CSP结构,以及改进的Neck部分,如PANet。引用[4]强调了轻量化和减少计算量,所以需要提到模型如何通过简化结构提升速度,比如减少参数或使用更高效的模块。 在使用方法部分,引用[3]提供了加载预训练模型和进行训练、推理的代码示例,这部分需要详细说明步骤,包括安装库、加载模型、训练、验证和预测。同时,引用[2]提到的特征图可视化也应作为使用技巧加入,增强用户的模型理解。 需要注意将技术术语用中文准确表达,并按照用户要求,数学表达式用$...$格式,独立公式用$$...$$。但当前问题主要涉及模型结构和使用,可能数学公式较少,但如果有相关损失函数或计算,需正确应用格式。 最后,生成相关问题时要围绕YOLOv8的优化、应用场景、性能分析等方面,参考用户提供的示例问题结构,确保问题有针对性且相关。 现在需要检查各部分是否符合要求,比如是否使用正确的引用标记,是否结构清晰,分点说明。同时确保语言流畅,避免技术错误,比如混淆YOLO版本的不同点。</think>### YOLOv8 基本模型架构及使用介绍 #### 一、模型架构 YOLOv8 延续了 YOLO 系列的核心设计思想(单阶段检测、Anchor-free 等),并在模型轻量化与精度平衡上进行了优化[^4]。其架构主要包含以下模块: 1. **Backbone(主干网络)** 采用 **CSPDarknet** 结构,通过跨阶段局部连接减少计算量,提升特征提取效率。引入更深的网络层和通道注意力机制(如 SE 模块),增强对小目标的检测能力。 2. **Neck(特征融合层)** 使用 **PANet(Path Aggregation Network)** 结构,通过双向特征金字塔实现多尺度特征融合。相比 YOLOv5,YOLOv8 可能优化了特征图的上采样方式,降低计算复杂度[^1][^4]。 3. **Head(检测头)** 采用 **Anchor-free 设计**,直接预测目标中心点偏移量与宽高比例。损失函数融合了分类损失(如 Focal Loss)和回归损失(如 CIoU Loss),公式为: $$ L_{\text{total}} = \lambda_{\text{cls}} L_{\text{cls}} + \lambda_{\text{box}} L_{\text{box}} $$ 其中 $\lambda_{\text{cls}}$ 和 $\lambda_{\text{box}}$ 为权重系数。 #### 二、使用方法 1. **环境安装** 使用 `ultralytics` 官方库: ```bash pip install ultralytics ``` 2. **加载预训练模型** ```python from ultralytics import YOLO model = YOLO("yolov8n.pt") # 加载 Nano 版本预训练权重 ``` 3. **训练自定义数据集** ```python results = model.train(data="coco128.yaml", epochs=100, imgsz=640) ``` 支持 YAML 格式的数据集配置,需定义类别和路径[^3]。 4. **验证与推理** ```python # 验证模型精度 metrics = model.val() # 预测图像 results = model.predict("image.jpg", save=True) ``` 5. **特征图可视化(进阶)** 如引用[^2]所述,可通过 `MMYOLO` 等工具实现特征图可视化,帮助分析模型关注区域。 #### 三、性能优化特点 - **轻量化设计**:通过精简网络层和优化参数分布,减少内存占用,提升推理速度(FPS)。 - **多任务支持**:支持目标检测、实例分割等任务,通过切换模型配置实现功能扩展。
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