04_YOLOv5网络结构分析:ONNX模型concat层修改与删除

一.找到需修改的层

Netron

所有多输入1输出的concat函数名称:

 Concat_110 Concat_215  Concat_234  Concat_253 Concat_255 

二.修改思路

以修改多输入单输出concat函数为例:

在Yolov5源码中,Concat层是由models\common.py文件中的Concat类实现的。在YOLOv5模型中,Concat层通常用于将多个分支的特征图进行拼接。拼接方式为:

m = nn.Sequential(
    # ... 其他层 ...
    Concat(3, 4),  # 这将来自索引3和4的特征图进行拼接
    # ... 其他层 ...
)

因此想要修改concat函数输入部分,需要搜索Concat的实例化,找到每一个实例对应的输入特征图索引的值与个数。

三种思路:

1.修改训练所用的yaml文件,在该在yaml文件中重新定义网络结构,拆分多输入concat层为2输入。然后重新训练

2.修改models\yolo.py,在该文件中重新定义concat函数,使得实例中输入层数超过2时concat函数内部做一次拆分处理。(f

<think>嗯,用户让我介绍一下YOLOv5网络结构,我需要先回忆一下YOLOv5的整体架构。YOLOv5是目标检测模型,应该和之前的YOLO版本有相似之处,比如分为Backbone、Neck和Head三个部分。不过具体细节可能有变化,比如使用的组件不同。 首先,用户可能希望了解各个部分的作用和组成。Backbone部分,YOLOv5用的是CSPDarknet53,对吗?或者是不是Focus结构?我记得早期版本有Focus,后来换成了卷积。需要确认这一点,避免过时的信息。比如,YOLOv5 6.0版本之后,Focus被替换为6x6的卷积,这样更高效。所以,在Backbone里,可能包括Conv模块、C3模块,还有SPPF。 然后是Neck部分,应该是FPN+PAN的结构,用来做特征融合。这部分需要解释FPN是自上而下,而PAN是自下而上,结合起来增强多尺度检测能力。Neck里的组件可能包括上采样、Concat、C3模块等。 Head部分负责最终检测,生成边界框、类别和置信度。这里应该有三个检测头,对应不同尺度的特征图,分别检测小、中、大物体。每个检测头的结构可能包括卷积和激活函数,输出所需的参数。 另外,用户可能对YOLOv5的改进点感兴趣,比如C3模块替换了原来的CSP结构,SPPF模块加速推理。激活函数方面,YOLOv5用的是SiLU,相比之前的Leaky ReLU可能有更好的效果。还有数据增强策略,比如Mosaic和自适应锚框计算,这些虽然不是结构部分,但可能也是用户想了解的。 需要确保在介绍结构时,正确使用数学公式的格式,比如变量用$符号包裹,独立公式用$$。例如,SPPF模块的处理过程可以用公式表示多个MaxPool的串联。还有C3模块中的跨阶段部分结构,可能需要用公式说明分支和合并的过程。 需要注意YOLOv5的不同版本之间的差异,比如Focus的变更,避免给出错误的信息。同时,结构中的每个模块需要解释清楚,比如Conv模块包含卷积、BN、激活函数,C3模块结合了多个卷积和残差连接。 最后,总结YOLOv5的优势,比如速度精度的平衡,模块化设计易于部署,这些对用户来说可能很重要。确保回答结构清晰,分点说明,并且符合用户要求的格式,特别是数学表达式的正确使用。</think>以下是对YOLOv5网络结构的系统梳理,采用模块化分析框架: $$ \text{YOLOv5 = Backbone(CSPDarknet) + Neck(FPN+PAN) + Head(Detection)} $$ ### 一、主干网络(Backbone) 1. **核心组件** - **Conv模块**:标准卷积,含$Conv2d+BN+SiLU$三件套 - **C3模块**:跨阶段部分连接结构,公式表达: $$C3 = Conv \rightarrow [Bottleneck \times n] \rightarrow Concat$$ - **SPPF**:空间金字塔快速池化(改进自SPP) $$SPPF(x) = Concat(MaxPool_{5}(x), MaxPool_{5}(MaxPool_{5}(x)), ...)$$ 2. **级结构** ```mermaid graph TD Input --> Focus/Conv --> C3_1 --> Conv --> C3_2 --> Conv --> C3_3 --> SPPF ``` *注:v6.0+版本已用6x6卷积替代Focus* ### 二、特征融合(Neck) 采用**FPN+PAN双金字塔结构**: 1. **FPN(自上而下)** $$P5 = Conv(C3_3)$$ $$P4 = UpSample(P5) + Conv(C3_2)$$ 2. **PAN(自下而上)** $$N4 = Conv(P4)$$ $$N5 = DownSample(N4) + P5$$ 3. **输出特征图** - 小目标检测:$N5 \in \mathbb{R}^{20\times20\times255}$ - 中目标检测:$N4 \in \mathbb{R}^{40\times40\times255}$ - 大目标检测:$N3 \in \mathbb{R}^{80\times80\times255}$ ### 三、检测头(Head) 采用**解耦式检测头设计**: 1. **预测参数计算** $$output = (x,y,w,h,obj\_conf, cls\_1,cls_2,...,cls_n)$$ 其中$(x,y)$为中心坐标偏移量,$(w,h)$为宽高缩放比 2. **损失函数** - 分类损失:$BCEWithLogitsLoss$ - 定位损失:$CIoU Loss$ - 置信度损失:$Focal Loss$ ### 四、关键技术特性 1. **自适应计算** - 自动锚框聚类(k-means++) - 输入尺寸自动缩放(64倍数对齐) 2. **性能优化** - 混合精度训练 - 模型蒸馏支持 - ONNX/TensorRT部署优化 该架构通过$640\times640$输入分辨率在COCO数据集上实现: $$AP_{50}:95 = 55.0\% \quad (YOLOv5x6)$$ $$Speed = 3.0ms \quad (Tesla V100)$$ 实际部署建议:根据应用场景选择n/s/m/l/x不同规模变体,平衡精度速度需求。
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