YOLOv11改进 | Conv篇 | 轻量级下采样方法ContextGuided(二次创新C3k2, 助力多尺度特征融合)

一、本文介绍

本文给大家带来的是改进机制是一种替换Conv的模块Context Guided Block (CG block) ,其是在CGNet论文中提出的一种模块,其基本原理是模拟人类视觉系统依赖上下文信息来理解场景。CG block 用于捕获局部特征、周围上下文和全局上下文,并将这些信息融合起来以提高准确性。(经过我检验分别在三种数据集上,大中小均进行了150轮次的实验,均有一定程度上的涨点,下面我选取了一种中等大小的数据集的结果进行了对比),同时本文的修改方法和之前的普通卷积模块也有所不同,大家需要注意看章节四进行修改,版本含二次创新C3k2, 助力多尺度特征融合。

适用检测目标:所有的目标检测均有一定的提点

 专栏回顾:YOLOv11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、ContextGuidedBlock_Down模块原理

2.1  ContextGuidedBlock_Down的基本原理

2.2  局部特征提取器

2.3  周围上下文提取器

2.4  联合特征提取器

2.5  全局上下文提取器

三、ContextGuided的核心代码

四、 手把手教你添加ContextGuided(注意看此处)

4.1 修改一

4.2 修改二 

4.3 修改三 

4.4 修改四 

五、ContextGuided的yaml文件

5.1 yaml文件1

5.2 yaml文件2 

### YOLOv8 改进多尺度特征融合模块的方法和技术 #### 设计理念 为了增强YOLOv8模型处理不同尺度目标的能力,引入了两种不同的方法多尺度差异融合模块(MDFM)[^1] 和轻量级跨尺度特征融合模块(CCFM)[^2]。这些设计旨在解决传统单一尺度特征提取存在的局限性。 #### MDFM 模块的具体实现方式 对于MDFM而言,在网络结构上进行了调整以支持更复杂的特征交互: - **特征图获取**:从多个层次抽取特征图作为输入源; - **通道注意力机制**:利用SENet等技术对各层特征的重要性进行加权计算; - **空间金字塔池化(SPP)**:采用SPP操作扩大感受野范围并保留更多上下文信息; - **残差连接**:通过跳跃链接保持原始分辨率下的细粒度特性不变; ```python import torch.nn as nn class MultiScaleDifferenceFusionModule(nn.Module): def __init__(self, channels_list=[64, 128, 256]): super().__init__() self.spp = SpatialPyramidPooling() self.se_blocks = nn.ModuleList([SEBlock(channels) for channels in channels_list]) def forward(self, features): spp_output = self.spp(features[-1]) # Apply SPP on the deepest feature map fused_features = [] for i, (feature, se_block) in enumerate(zip(reversed(features), reversed(self.se_blocks))): weighted_feature = se_block(feature) if i != 0: prev_fused = F.interpolate(prev_fused, size=weighted_feature.shape[2:], mode='nearest') combined = weighted_feature + prev_fused else: combined = weighted_feature if i == len(features)-1: final_combined = combined * spp_output prev_fused = final_combined if 'final_combined' in locals() else combined fused_features.append(final_combined) return list(reversed(fused_features)) ``` #### CCFM 模块的技术特点 而CCFM则专注于构建一种更加紧凑高效的架构来完成相似的任务: - **深度可分离卷积(DWConv)**:减少参数数量的同时维持较高的表达能力; - **逐点卷积(Pointwise Convolution)**:用于改变通道数而不影响空间维度; - **自适应平均/最大池化(AdaptiveAvgMaxPool2d)**:灵活控制输出尺寸大小; - **全局上下文建模(Global Context Modeling)**:捕捉长距离依赖关系; ```yaml neck: type: CustomNeckWithCCFM ccfm_cfg: dwconv_kernel_size: 3 pointwise_conv_channels_multiplier: 2 adaptive_pool_sizes: [[1], [2]] global_context_ratio: 0.25 ``` 上述两个模块均能有效改善YOLOv8中多尺度特征融合的效果,但在实际应用时可根据具体需求选择合适的一种或组合使用两者优势互补的方式来进行优化[^3].
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