YOLOv11改进 | 主干/Backbone篇 | 双主干思想给yolov11增加辅助特征提取主干(全网独家创新)

一、本文介绍

本文给大家带来的最新改进机制是结合目前SOTAYOLOv9的思想利用双主干网络来改进YOLOv11(本专栏目前发布以来改进最大的内容,同时本文内容为我个人一手整理全网独家首发 | 就连V9官方不支持的模型宽度和深度修改我都均已提供,本文内容支持YOLOv11全系列模型从n到x均可使用),本文的内容超级适合想要发表论文的读者创新性不够,工作量不够的,本文的改进在感官上给人就有一种工作量多和创新点十足的感觉,同时本专栏内容以后均采用NEU-DET数据集进行对比实验模型(避免大家质疑数据集质量的问题),本文内容为独家整理,创新性十足!。

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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

2.1 可编程梯度信息

2.1.1 辅助可逆分支

2.1.2 多级辅助信息

2.2 Generalized ELAN

三、核心代码

四、手把手教你添加双主干网络

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 

五、双主干网络的yaml文件和运行记录

5.1 双主干网络的yaml文件

5.2 训练代码 

5.3 双主干网络的训练过程截图 

五、本文总结


二、原理介绍

 

这张图(图3)展示了可编程梯度信息(PGI)及其相关网络架构和方法。图中展示了四种不同的网络设计:

a) PAN (Path Aggregation Network):这种网络结构主要用于改进特征融合,以提高目标检测的性能。然而,由于信息瓶颈的存在,网络中可能会丢失一些信息。

b) RevCol (Reversible Columns):这是一种旨在减少信息丢失的网络设计。它通过可逆的列结构来尝试维持信息流通不受损失,但如图中“Heavy Cost”所示,这种结构会增加计算成本。

c) 深度监督:这种方法通过在网络的多个层次中插入额外的监督信号来提高学习的效率和最终模型的性能。图中显示了通过深度监督连接的各个层。

d) 可编程梯度信息 (PGI):PGI是作者提出的一种新方法(我理解的这种方法就是在前向传播的过程中没有跳级链接),它主要由三个部分组成:
   1. 主分支:用于推理的架构。
   2. 辅助可逆分支:生成可靠的梯度,以供给主分

### 改进YOLOv8主干网络的方法 为了使YOLOv8更加轻量化并提升检测精度,可以采用来自RT-DETR的PPHGNetV2作为新的特征提取器[^1]。这种方法不仅能够增强模型的表现力,还能减少计算资源的需求。 #### 替换原有主干网络 原有的YOLOv8主干网络被PPHGNetV2所替代。PPHGNetV2是一种基于Transformer架构设计而成的新颖骨干网路,它具有更强的数据表达能力和更低的参数复杂度。通过这种替换操作,可以在不显著增加额外开销的情况下获得更好的性能表现[^2]。 #### 调整超参数设置 当引入新类型的主干之后,可能需要重新调整一些训练过程中的超参数配置,比如学习率、批量大小等。这些改变有助于让整个系统更好地适应新型号带来的变化,并最终体现在更高的mAP得分上[^3]。 #### 训练与验证流程 完成上述修改后,按照常规方式准备数据集并对改进后的YOLOv8进行充分训练。期间应密切关注损失函数的变化趋势以及各类评估指标的结果反馈。经过多轮迭代优化直至收敛稳定为止。最后,在测试集上面检验最终版模型的实际效能是否达到了预期目标——即实现了更高精度的同时也保持了良好的运行效率。 ```python import torch from yolov8 import YOLOv8 from pphgnet_v2 import PPHGNetV2 def replace_backbone(yolo_model_path, new_backbone=PPHGNetV2()): # 加载原始YOLOv8模型权重 yolo = YOLOv8() checkpoint = torch.load(yolo_model_path) yolo.load_state_dict(checkpoint['model']) # 将原主干部分替换成PPHGNetV2 yolo.backbone = new_backbone return yolo # 使用示例代码片段 if __name__ == "__main__": improved_yolov8 = replace_backbone('path_to_original_weights.pth') ```
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