YOLOv8改进 | 主干篇 | 利用SENetV2改进网络结构 (全网首发改进)

本文详细介绍了如何利用SENetV2改进YOLOv8的目标检测网络,包括SENetV2的框架原理、核心代码、添加步骤以及训练过程。实验证明,SENetV2能有效提升模型性能,尤其是在ResNeXt和SENet的基础上,通过Squeeze aggregated excitation (SaE) 模块增强全局表示学习。提供了详细的代码示例和yaml配置文件,适用于目标检测领域的研究和实践。

一、本文介绍

本文给大家带来的改进机制是SENetV2,其是2023.11月的最新机制(所以大家想要发论文的可以在上面下点功夫),其是一种通过调整卷积网络中的通道关系来提升性能的网络结构。SENet并不是一个独立的网络模型,而是一个可以和现有的任何一个模型相结合的模块(可以看作是一种通道型的注意力机制但是相对于SENetV1来说V2又在全局的角度进行了考虑)在SENet中,所谓的挤压和激励(Squeeze-and-Excitation)操作是作为一个单元添加到传统的卷积网络结构中,如残差单元中(后面我会把修改好的残差单元给大家大家直接复制粘贴即可使用)亲测大中小三中目标检测上都有一定程度的涨点效果。

推荐指数:⭐⭐⭐⭐⭐

涨点效果:⭐⭐⭐⭐⭐

专栏目录:YOLOv8改进有效系列目录 | 包含卷积、主干、检测头、注意力机制、Neck上百种创新机制

专栏回顾:YOLOv8改进系列专栏——本专栏持续复习各种顶会内容——科研必备    

目录

一、本文介绍

 二、SENetV2框架原理

三、SENetV2核心代码

四、手把手教你添加SENetV2模块

 4.1 SENetV2添加步骤

4.1.1 步骤一

4.1.2 步骤二

4.1.3 步骤三

4.2 SENetV2的yaml文件和训练截图

4.2.1 SENetV2的yaml版本一

4.2.2 SENetV2的yaml版本二

4.3 推荐SENetV2可添加的位置 

4.4 SENetV2的训练过程截图 

五、本文总结


 二、SENetV2框架原理

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代码地址:官方代码地址点击即可跳转

<think>好的,用户想了解SENetV2的相关信息或实现。首先,我需要确认用户是否指的是SENet的第二个版本,还是可能有其他变种。SENet通常指的是Squeeze-and-Excitation Network,由Jie Hu等人在2017年提出,并在2018年的CVPR会议上发表。而用户提到的SENetV2可能是一个后续的改进版本,但根据我的知识库,可能用户存在混淆,因为SENet的主要改进版是SKNet(Selective Kernel Networks)或者ResNeSt等。 接下来,我需要验证是否存在官方称为SENetV2的结构。查阅相关论文和资料,发现原SENet的作者团队并没有正式发布名为SENetV2的版本。可能用户指的是其他研究者对SENet的改进,或者可能是对SENet模块的增强应用,比如在通道注意力机制上的进一步优化,例如加入空间注意力机制或者动态调整的方法。 然后,考虑用户的真实需求。用户可能在使用SENet进行图像分类或其他任务时,遇到了性能瓶颈,或者希望了解最新的注意力机制改进方法。因此,除了回答可能的SENetV2之外,还需要提供相关的改进方向和实现方法,帮助用户扩展知识。 另外,用户提到的实现部分,需要给出具体的代码示例。SENet的核心是SE模块,即通过全局平均池化获取通道描述子,然后通过全连接层和激活函数生成通道权重。可能的改进包括在SE模块中引入更多的非线性,或者结合空间注意力机制。因此,在实现部分,可以展示标准的SE模块代码,并指出可能的改进点,例如加入空间注意力或动态卷积。 同时,需要确保回答中引用的资料准确。根据用户提供的引用,引用[1]关于卷积在深度学习中的应用,可能与SENet的卷积结构相关;引用[2]提到的迁移学习和数据增强,可能与模型训练相关;引用[3]的差分隐私,可能与模型优化中的隐私保护有关。不过这些引用可能与SENetV2的直接关联不大,因此需要适当引用,或者指出相关领域中的应用。 最后,生成相关问题需要考虑用户可能的后续疑问,比如性能优化、与其他模型的对比、应用场景等,确保覆盖用户潜在的需求。</think>### SENetV2(Squeeze-and-Excitation Networks改进版)解析 SENet(Squeeze-and-Excitation Network)是2017年提出的注意力机制网络,通过动态调整通道特征权重提升模型性能[^1]。目前学术界并未正式提出“SENetV2”,但基于其改进的研究(如SKNet、ECANet等)常被视作扩展版本。以下结合现有技术分析可能的改进方向及实现方法。 --- #### 1. SENet核心思想 - **Squeeze操作**:通过全局平均池化压缩空间信息,生成通道描述符: $$ z_c = \frac{1}{H \times W} \sum_{i=1}^H \sum_{j=1}^W u_c(i,j) $$ - **Excitation操作**:利用全连接层学习通道间非线性关系: $$ s = \sigma(W_2 \delta(W_1 z)) $$ 其中$W_1 \in \mathbb{R}^{C/r \times C}$, $W_2 \in \mathbb{R}^{C \times C/r}$,$\sigma$为Sigmoid函数。 --- #### 2. 可能的SENetV2改进方向 1. **轻量化设计** - 减少全连接层参数(如ECANet用1D卷积替代全连接) ```python # ECANet改进示例 class ECA(nn.Module): def __init__(self, channels, gamma=2, b=1): super().__init__() k_size = int(abs((math.log(channels, 2) + b) / gamma)) self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1) self.conv = nn.Conv1d(1, 1, kernel_size=k_size, padding=(k_size-1)//2) def forward(self, x): y = self.avg_pool(x) y = self.conv(y.squeeze(-1).transpose(-1, -2)) y = torch.sigmoid(y.transpose(-1, -2).unsqueeze(-1)) return x * y.expand_as(x) ``` 2. **多尺度特征融合** - 引入类似SKNet的多分支结构,动态选择感受野: $$ \hat{V} = \sum_{i=1}^K a_i V_i $$ 其中$a_i$为分支权重,通过注意力机制生成[^2]。 3. **空间-通道联合注意力** - 结合CBAM的混合注意力机制,同时优化通道和空间维度: $$ F' = M_c(F) \otimes F \\ F'' = M_s(F') \otimes F' $$ --- #### 3. 实现示例(PyTorch) ```python import torch import torch.nn as nn class EnhancedSE(nn.Module): """结合空间注意力的改进版SE模块""" def __init__(self, in_channels, reduction=16): super().__init__() self.se = nn.Sequential( nn.AdaptiveAvgPool2d(1), nn.Conv2d(in_channels, in_channels//reduction, 1), nn.ReLU(), nn.Conv2d(in_channels//reduction, in_channels, 1), nn.Sigmoid() ) self.spatial_att = nn.Sequential( nn.Conv2d(2, 1, 7, padding=3), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): # 通道注意力 ch_att = self.se(x) # 空间注意力 avg_out = torch.mean(x, dim=1, keepdim=True) max_out, _ = torch.max(x, dim=1, keepdim=True) sp_att = self.spatial_att(torch.cat([avg_out, max_out], dim=1)) return x * ch_att * sp_att ``` --- #### 4. 应用场景 - **图像分类**:在ResNet、MobileNet等主干网络中嵌入SE模块 - **目标检测**:提升特征金字塔网络(FPN)的特征表达能力 - **医学影像分析**:通过注意力机制增强关键病理特征[^3] ---
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