【Unet系列】(三)Unet++网络

UNet++是一种改进的网络架构,它融合了不同尺寸的UNet结构,允许网络自我学习不同深度特征的重要性。通过共享编码器和使用短连接及深度监督解决反向传播问题。文章还提到,该结构便于剪枝,降低训练参数,提高训练速度,特别是在低尺度的UNet++表现与高尺度相当的情况下。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

一、UNet++整体网络结构

Unet++主要是探索encoder和decoder需要多大的问题,以此为基础,提出了融合不同尺寸Unet结构的网络。创新点就是把不同尺寸的Uent结构融入到了一个网络里。
在这里插入图片描述

二、结构的好处

(1)不管哪个深度的特征有效,都用上,让网络自己去学习不同深度特征的重要性。
(2)共享了一个enconder,也就是说,不需要训练一推Unet,而是只训练一个encoder,它的不同层次特征由不同的decoder路径来还原。

三、存在的问题

无法训练,因为不能进行反向传播。解决方法有如下两种:
(1)使用短连接。
在这里插入图片描述
(2)在短连接的基础上使用deep supervision。
在这里插入图片描述
在图中X0,1、X0,2、X0,3、X0,4后面加一个1*1的卷积核,相当于去监督每个分支的Unet的输出。这样可以解决无法训练的问题。

四、优点:

可以更容易剪枝,因为前面也单独有监督训练,可以根据速度要求来快速完成剪枝。
在这里插入图片描述
为什么可以剪枝?
在测试阶段,由于输入的图像只会前向传播,扔掉这部分对钱面的输出完全没有影响的,而在训练阶段,因为既有前向,又有后向传播,被剪掉的部分是会帮助其它部分做权重更新的。即测试时,剪掉部分对剩余结构不做影响,训练时,剪掉的部分对剩余部分有影响。

(五)剪枝的好处

在这里插入图片描述
剪枝的好处是:如果低尺度的Uent++训练的效果和高尺度的Unet++训练的效果相当,则只训练低尺度的,这样在训练时会减少参数,加快训练速度。

### UNetUNet++UNet3+ 模型架构及其特点 #### UNet 架构 UNet 是一种用于生物医学图像分割的经典卷积神经网络模型。其核心特点是编码器-解码器结构加上跳跃连接,使得低级特征可以直接传递到高级特征层面,从而保留更多细节信息[^1]。 ```python class UNet(nn.Module): def __init__(self, n_channels, n_classes): super(UNet, self).__init__() # 编码路径 (Contracting path) ... # 解码路径 (Expansive path) with skip connections ... def forward(self, x): # 实现前向传播逻辑 pass ``` #### UNet++ 架构 相比于原始的UNetUNet++通过增加更多的密集跳过连接来增强特征重用和融合能力。这种设计不仅加深了网络层次间的交互,而且允许更灵活地调整网络深度以适应不同类型的数据集需求[^2]。 ```python class UNetPlusPlus(nn.Module): def __init__(self, n_channels, n_classes, depth=4): super(UNetPlusPlus, self).__init__() # 更复杂的嵌套跳跃连接机制 ... def forward(self, x): # 前向传播实现 pass ``` #### UNet3+ 架构 作为进一步的发展,UNet3+专注于提高边界的精确定位精度。该版本在网络内部引入了额外的设计元素,比如更深的监督(Deep Supervision),即在整个网络的不同阶段提供多个辅助输出分支来进行联合训练,以此提升整体性能并改善最终预测的质量[^3]。 ```python class UNetThreePlus(nn.Module): def __init__(self, n_channels, n_classes): super(UNetThreePlus, self).__init__() # 添加 deep supervision layers ... def forward(self, x): outputs = [] # 计算各个级别的输出 for i in range(num_levels): out_i = ... # 各级别输出计算 outputs.append(out_i) final_output = torch.sum(outputs, dim=0) # 或者采用其他聚合策略 return final_output ``` #### 区别总结 - **UNet**: 提供基础框架,具有简单有效的编码器-解码器结构以及必要的跳跃链接。 - **UNet++**: 在此基础上增加了复杂度更高的跳跃连接模式,支持自定义层数配置优化特定应用场景下的表现。 - **UNet3+**: 集成了上述两种变体的优点,并特别强调了边界检测准确性方面的改进措施,如deep supervision等技术的应用。
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

lingchen1906

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值