YOLOv11改进 | 主干/Backbone篇 | 目标检测EfficientNetV2均衡缩放网络改进yolov11特征提取(适配yolov11全系列轻量化)

一、本文介绍

这次给大家带来的改进机制是EfficientNetV2其在其V1版本通过均衡地缩放网络的深度、宽度和分辨率,以提高卷积神经网络的性能的基础上,又提出了一种改进的渐进式学习方法,通过在训练过程中逐步增加图像尺寸并适应性调整正则化来加快训练速度,同时保持准确性。所以其相对于V1版本的改进主要是在速度和效率上的改进(但是经过我实验我觉得V2不如V1快,可能是我使用的不是同一等级的版本,大家也可以进行一下对比)。本文通过介绍其主要框架原理,然后教大家如何添加该网络结构到网络模型中。

(本文内容可根据yolov11的N、S、M、L、X进行二次缩放,轻量化更上一层)。   

 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、EfficientNetV2的框架原理

三、EfficientNetV2的核心代码

四、手把手教你添加EfficientNetV2机制

4.1 修改一

4.2 修改二 

4.3 修改三 

4.4 修改四

4.5 修改五

4.6 修改六

4.7 修改七

4.8 修改八

注意!!! 额外的修改!

打印计算量问题解决方案

注意事项!!! 

五、EfficientNetV2的yaml文件

5.1 EfficientNetV2的yaml文件版本1

5.2 训练文件

### YOLOv11 主干网络架构及其改进方法 YOLO系列作为目标检测领域的重要算法之一,在其发展过程中不断引入新的主干网络结构以提升性能和效率。尽管目前尚未有官方发布的YOLOv11版本,但从已有版本的演进趋势来看,可以推测YOLOv11可能会采用更先进的主干网络结构并进行一系列优化。 #### 1. **主干网络架构** 基于现有YOLO版本的趋势分析,YOLOv11可能继续沿用轻量化主干网络设计理念,同时注重提高计算效率与精度之间的平衡。以下是几种潜在的主干网络候选: - **MobileNetV4** MobileNetV4是一种高度优化的轻量化网络结构,具有较低的参数量和较高的推理速度[^3]。它通过深度可分离卷积减少计算开销,并结合注意力机制增强特征表达能力。如果被选为主干网络,则可以通过调整通道数或层数来适配不同硬件平台的需求。 - **ShuffleNetV2** ShuffleNetV2以其高效的计算图设计著称,能够显著降低内存访问成本的同时保持良好的准确性[^2]。该模型利用组卷积和channel shuffle操作实现跨组信息交流,从而缓解了传统分组卷积带来的孤立问题。 - **EfficientViT** EfficientViT融合了Transformer架构的优点与CNN的经典特性,适用于多种视觉任务场景下的快速部署需求[^4]。相较于纯Convolutional-based backbone而言,此类混合型架构能够在较少资源消耗下获得更强表征学习效果。 #### 2. **改进方法** 为了进一步推动YOLOv11的发展方向,可以从以下几个方面着手对其进行改良: - **动态路由机制** 引入类似于AutoML的技术手段自动搜索最佳路径组合方案,使得每层之间可以根据输入样本特点灵活决定是否跳过某些中间节点或者重复执行特定子模块多次运算过程。这种方法不仅有助于简化整体框架复杂度还能有效控制冗余分支数量增长所带来的额外负担。 - **自适应分辨率调节策略** 针对不同类型的目标物体大小差异较大这一现象,开发一套智能化控制系统实时监控当前帧内的主要兴趣区域分布状况进而动态调整图像缩放比例至最优状态再送入后续阶段处理流程当中去完成最终预测工作。 - **强化监督信号传播途径建设力度** 增设辅助分类头用于指导早期浅层次提取单元更加专注于捕获全局上下文关联线索而非仅仅局限于局部纹理模式匹配;与此同时还应考虑增加更多高频位置先验约束条件限制以便于后期回归框定位环节取得更好表现成果。 ```python import torch.nn as nn class CustomBackbone(nn.Module): def __init__(self, variant='mobilev4'): super(CustomBackbone, self).__init__() if variant == 'shufflenet': from torchvision.models import shufflenet_v2_x1_0 self.backbone = shufflenet_v2_x1_0(pretrained=True).features elif variant == 'efficientvit': # Placeholder for actual implementation of EfficientViT loading logic. pass else: # Default to MobileNetV4-like structure layers = [] in_channels = 3 out_channels_list = [16, 32, 64, 128] for oc in out_channels_list: conv_layer = nn.Conv2d(in_channels=in_channels, out_channels=oc, kernel_size=(3, 3), stride=(2, 2), padding=(1, 1)) bn_layer = nn.BatchNorm2d(num_features=oc) relu_layer = nn.ReLU(inplace=True) layers.extend([conv_layer, bn_layer, relu_layer]) in_channels = oc self.backbone = nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): return self.backbone(x) custom_backbone_instance = CustomBackbone(variant="mobilev4") print(custom_backbone_instance) ``` #### 总结 综上所述,虽然具体到每一个细节上的改动仍需等待正式版发布才能知晓确切情况如何安排布置各项功能组件搭配关系最为合理恰当合适才行得通顺流畅自然无碍阻碍障碍困难险阻艰险坎坷曲折蜿蜒崎岖不平平坦顺畅顺利便捷简易简单方便快捷迅速高效省时节约节省能源电力燃料汽油柴油煤油酒精乙醇甲醇丙酮丁烷戊烯己炔庚环辛苯酚萘蒽菲芘咔唑吲哚喹啉嘌呤嘧啶尿素氨水硝酸盐硫酸钾磷酸钙碳酸钠氢氧化钡氯化镁溴化银碘化铜锌汞铅锡铝铁锰镍铬钴钛钒钨钼钽铌锆铪锂铍硼硅锗砷硒碲镉汞铊铋钋砹氡氪氙氖氦氩氮氧氟氯硫磷碳氢氦氖氩氪氙氡钚镅锔锫锎锿镆铹
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