YOLOv11改进 | 添加注意力机制篇 | 2024最新适用于遥感目标检测的注意力机制CAA二次创新C2PSA机制(全网独家首发)

一、本文介绍

本文给大家带来的最新改进机制是PKINet网络提出的CAA注意力机制, 其首先通过平均池化和一个 1x1 卷积获取局部区域的特征。接着应用两个深度分离的条状卷积,一个是水平方向,另一个是垂直方向。这种条状卷积可以模拟大核卷积,但计算成本低,轻量化。这种配置在捕捉桥梁等拉长的物体结构上特别有效。本文将其用于二次创新PSA和另外一种使用方式,本文内容为个人整理,文章内含有代码 + 添加教程 + 使用方式。

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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、原理介绍

三、核心代码

四、添加教程

 4.1 修改一

4.2 修改二 

4.3 修改三 

4.4 修改四 

五、正式训练

5.1 yaml文件1

### 实现 CAA 注意力机制 CAA (Coordinate Attention) 是一种新颖的注意力机制,旨在解决传统空间注意力机制计算复杂度高的问题。通过引入坐标轴方向上的注意力分布,可以更高效地捕捉特征图中的空间关系。 #### CAA 注意力机制的工作原理 CAA 将传统的二维卷积操作分解为两个一维卷积,在水平和垂直方向上分别应用注意力权重。这种设计不仅降低了计算成本,还提高了模型的表现能力[^2]。 ```python import torch from torch import nn class CoordAtt(nn.Module): def __init__(self, inp, oup, reduction=32): super(CoordAtt, self).__init__() self.pool_h = nn.AdaptiveAvgPool2d((None, 1)) self.pool_w = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, None)) mip = max(8, inp // reduction) self.conv1 = nn.Conv2d(inp, mip, kernel_size=1, stride=1, padding=0) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(mip) self.act = h_swish() self.conv_h = nn.Conv2d(mip, oup, kernel_size=1, stride=1, padding=0) self.conv_w = nn.Conv2d(mip, oup, kernel_size=1, stride=1, padding=0) def forward(self, x): identity = x n, c, h, w = x.size() x_h = self.pool_h(x) x_w = self.pool_w(x).permute(0, 1, 3, 2) y = torch.cat([x_h, x_w], dim=2) y = self.conv1(y) y = self.bn1(y) y = self.act(y) x_h, x_w = torch.split(y, [h, w], dim=2) x_w = x_w.permute(0, 1, 3, 2) a_h = self.conv_h(x_h).sigmoid() a_w = self.conv_w(x_w).sigmoid() out = identity * a_h * a_w return out ``` 这段代码实现了 CAA 的核心逻辑,其中 `CoordAtt` 类定义了一个完整的协调注意模块。该模块接收输入张量并返回经过处理后的输出张量,保留了原始的空间维度不变的同时增强了重要的局部区域特性。 为了将此模块集成到 YOLOv11 中: 1. 修改骨干网络部分(Backbone),在适当位置插入上述定义好的 `CoordAtt` 层; 2. 调整配置文件以适应新的架构变化; 3. 进行充分训练验证其有效性。
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