(超详细)2-YOLOV5改进-添加SimAM注意力机制

本文介绍了如何在Yolov5的模型结构中添加自定义的SimAM模块,通过导入SimAM类并将其加入yaml配置文件,作者尝试使用该模块改进模型性能。实验结果显示在经过一定训练后,模型性能有所提升。

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

1、在yolov5/models下面新建一个SimAM.py文件,在里面放入下面的代码
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
代码如下:

import torch
import torch.nn as nn


class SimAM(torch.nn.Module):
    def __init__(self, e_lambda=1e-4):
        super(SimAM, self).__init__()

        self.activaton = nn.Sigmoid()
        self.e_lambda = e_lambda

    def __repr__(self):
        s = self.__class__.__name__ + '('
        s += ('lambda=%f)' % self.e_lambda)
        return s

    @staticmethod
    def get_module_name():
        return "simam"

    def forward(self, x):
        b, c, h, w = x.size()

        n = w * h - 1

        x_minus_mu_square = (x - x.mean(dim=[2, 3], keepdim=True)).pow(2)
        y = x_minus_mu_square / (4 * (x_minus_mu_square.sum(dim=[2, 3], keepdim=True) / n + self.e_lambda)) + 0.5

        return x * self.activaton(y)

2、找到yolo.py文件,进行更改内容
在26行加一个from models SimAM import SimAM, 保存即可
在这里插入图片描述
3、找到自己想要更改的yaml文件,我选择的yolov5s.yaml文件(你可以根据自己需求进行选择),将刚刚写好的模块SimAM加入到yolov5s.yaml里面,并更改一些内容。更改如下
在这里插入图片描述
运行一下,发现出来了SimAM
在这里插入图片描述
结果还没出来呢,还在跑,
在这里插入图片描述
跑100个epoch,还不知道跑到啥时候哈哈哈哈!结果后放!
2024/01/10
结果出来了
在这里插入图片描述
降了0.00几,继续尝试换别的注意力机制了

### 实现或改进YOLOv8中的SimAM注意力机制 #### 背景介绍 SimAM是一种简单而有效的注意力机制,旨在通过模拟通道间的关系来增强特征表示。该方法不需要额外的参数或者复杂的计算结构,在保持模型轻量化的同时提升性能。 对于YOLOv8这样的目标检测网络来说,引入合适的注意力模块可以显著提高其对不同尺度物体的捕捉能力以及整体精度[^1]。 #### 方法概述 为了在YOLOv8中实现SimAM注意力机制,主要步骤如下: - **定义SimAM层** 需要创建一个新的PyTorch类`SimAMLayer`,用于封装SimAM的具体操作逻辑。 ```python import torch.nn as nn import torch class SimAMLayer(nn.Module): def __init__(self, e_lambda=0.75): super(SimAMLayer, self).__init__() self.e_lambda = e_lambda def forward(self, x): b, c, h, w = x.size() n = w * h - 1 # 计算相似度矩阵S S = (x.unsqueeze(-1) - x.view(b, c, -1).mean(dim=-1).unsqueeze(-1)).pow(2).sum(dim=1) # 归一化并应用指数函数 E_x = (S / ((n - S + 1e-6)/(n + 1e-6))).exp() mask = 1 + self.e_lambda*(E_x.max(dim=-1)[0].view(b, 1, h, w)) return x * mask.expand_as(x) ``` - **集成到YOLOv8架构中** 将上述定义好的`SimAMLayer`插入至YOLOv8骨干网的关键位置处,比如CSPBlock之后或者其他适合的地方,以便更好地利用空间信息进行上下文建模。 - **调整超参优化训练过程** 可能需要微调一些超参数如学习率、权重衰减因子等,并监控验证集上的表现来进行必要的调整以达到最佳效果。 #### 改进建议 考虑到实际应用场景的需求差异较大,可以从以下几个方面考虑进一步优化SimAM的应用方式: - 探索不同的激活函数形式及其对应的λ值设定; - 结合其他类型的注意力机制(例如SENet),形成混合型策略; - 基于特定数据集特性设计针对性更强的新变种版本;
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