YOLOv11改进 | Conv篇 | 利用FasterBlock二次创新C3k2提出一种全新的结构(全网独家首发)

  一、本文介绍

本文给大家带来的改进机制是利用FasterNet的FasterBlock改进特征提取网络,将其用来改进ResNet网络,其旨在提高计算速度而不牺牲准确性,特别是在视觉任务中。它通过一种称为部分卷积(PConv)的新技术来减少冗余计算和内存访问。这种方法使得FasterNet在多种设备上运行速度比其他网络快得多,同时在各种视觉任务中保持高准确率,同时本文的内容为我独家创新,全网仅此一份,同时本文的改进机制参数量下降、计算量均有下降

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  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、FasterNet原理

2.1 FasterNet的基本原理

2.2 部分卷积

2.3 加速神经网络

三、FasterBlock的核心代码

四、 手把手教你添加FasterBlock机制 

4.1 修改一

4.2 修改二 

4.3 修改三 

4.4 修改四 

五、FasterBlock的yaml文件和运行记录

5.1 FasterBlock的yaml文件

5.2 训练代码 

### YOLOv11 改进中的 C3K2SP 介绍 在YOLOv11目标检测模型中,为了提升特征提取能力和计算效率,引入了一种新的结构——C3K2SP(Convolutional Block with Depthwise Separable Convolutions and Spatial Pyramid Pooling)。这种结构通过结合深度可分离卷积和空间金字塔池化来增强网络的表现力。 #### 深度可分离卷积的作用 深度可分离卷积被广泛应用于轻量化神经网络设计中。它将标准卷积分解成两个更简单的操作:逐通道卷积(depthwise convolution) 和逐点卷积(pointwise convolution)[^4]。这种方法不仅减少了参数数量,还降低了计算复杂度,在保持较高精度的同时提高了推理速度。 #### 空间金字塔池化的应用 空间金字塔池化(SPP)一种有效的全局上下文建模方法。SPP可以在不同尺度上聚合多级特征图的信息,从而增强了对物体形状变化以及比例差异较大的情况下的鲁棒性。对于YOLOv11而言,采用基于条带的空间池化(StripPooling SP),可以更好地捕捉到目标的不同方向上的细节特性[^3]。 #### C3K2SP 的具体实现方式 以下是Python代码片段展示了如何定义并集成C3K2SP模块: ```python import torch.nn as nn class C3K2SP(nn.Module): def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=True, g=1, e=0.5): super().__init__() c_ = int(c2 * e) # hidden channels self.cv1 = Conv(c1, c_, 1, 1) self.cv2 = Conv(c1, c_, 1, 1) self.cv3 = Conv(2 * c_, c2, 1) self.m = nn.Sequential(*[Bottleneck(c_, c_, shortcut, g, expansion=e) for _ in range(n)]) # Add Strip Pooling here self.sp = StripPool(c_) def forward(self, x): y1 = self.cv1(x) y2 = self.cv2(x) sp_out = self.sp(y1) return self.cv3(torch.cat((self.m(sp_out), y2), dim=1)) ``` 在这个例子中,`StripPool`类实现了特定形式的空间金字塔池化功能;而整个`C3K2SP`层则由多个组件构成,包括但不限于普通的卷积(`cv1`, `cv2`)、瓶颈单元组成的序列(`m`)以及最终用于融合特征的另一个卷积(`cv3`)
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