(超详细)9-YOLOV5改进-添加EffectiveSEModule注意力机制

本文介绍了如何在YOLOv5的架构中添加自定义的EffectiveSEModule,包括创建Python模块、导入到yolo.py、以及在yaml配置文件中整合。详细步骤包括在models文件夹下编写新模块,导入到yolo.py并调整模型配置以应用注意力机制。

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EffectiveSEModule.py文件,在里面放入下面的代码
在这里插入图片描述

代码如下:

import torch
from torch import nn as nn
from timm.models.layers.create_act import create_act_layer


class EffectiveSEModule(nn.Module):
    def __init__(self, channels, add_maxpool=False, gate_layer='hard_sigmoid'):
        super(EffectiveSEModule, self).__init__()
        self.add_maxpool = add_maxpool
        self.fc = nn.Conv2d(channels, channels, kernel_size=1, padding=0)
        self.gate = create_act_layer(gate_layer)

    def forward(self, x):
        x_se = x.mean((2, 3), keepdim=True)
        if self.add_maxpool:
            # experimental codepath, may remove or change
            x_se = 0.5 * x_se + 0.5 * x.amax((2, 3), keepdim=True)
        x_se = self.fc(x_se)
        return x * self.gate(x_se)

2、找到yolo.py文件,进行更改内容
在29行加一个from models.EffectiveSEModule import EffectiveSEModule, 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EffectiveSEModule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

4、在yolo.py里面加入两行代码(335-337)
保存即可!
在这里插入图片描述

### 结合SE注意力机制改进的U-Net网络结构 #### 改进概述 为了提升U-Net在网络医学影像分割中的表现,引入了Squeeze-and-Excitation (SE) 注意力机制。通过这种方式,模型能够更好地捕捉特征通道间的关系并增强重要特征的重要性[^1]。 #### 实现细节 在标准U-Net的基础上加入SE模块意味着要在编码器部分以及解码器部分的关键位置嵌入这些组件。具体来说,在每个卷积层之后应用一个小型全连接神经网络来重新加权输入张量的不同通道。此过程涉及两个主要操作:“挤压”(squeeze)和“激励”(excite)。前者负责全局池化以获取每条通道上的统计信息;后者则利用两层感知机调整各通道权重从而突出有用的信息。 以下是Python代码片段展示如何在一个典型的PyTorch框架下实现带有SE块的U-Net: ```python import torch.nn as nn from torchvision import models class SELayer(nn.Module): def __init__(self, channel, reduction=16): super(SELayer, self).__init__() self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1) self.fc = nn.Sequential( nn.Linear(channel, channel // reduction, bias=False), nn.ReLU(inplace=True), nn.Linear(channel // reduction, channel, bias=False), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): b, c, _, _ = x.size() y = self.avg_pool(x).view(b, c) y = self.fc(y).view(b, c, 1, 1) return x * y.expand_as(x) def add_se_block_to_unet(unet_model): """Add SE blocks after every conv layer in UNET.""" class UnetWithSeBlock(nn.Module): def __init__(self, unet_base): super().__init__() # Copy all attributes from original model except 'forward' for name, param in unet_base.named_parameters(): setattr(self, name.split('.')[0], getattr(unet_base, name.split('.')[0])) # Add SE layers into encoder part se_layers_encoder = [] for i in range(len(list(getattr(unet_base, "down")))): down_conv_layer = list(getattr(unet_base.down[i].conv)) new_down_conv_with_se = nn.Sequential(*[*down_conv_layer[:-1], SELayer(down_conv_layer[-1].out_channels), down_conv_layer[-1]]) setattr(unet_base.down[i], f'conv{i}', new_down_conv_with_se) # Similarly do it for decoder side too. se_layers_decoder = [] for j in range(len(list(getattr(unet_base, "up")))): up_conv_layer = list(getattr(unet_base.up[j].conv)) new_up_conv_with_se = nn.Sequential(*[*up_conv_layer[:-1], SELayer(up_conv_layer[-1].out_channels), up_conv_layer[-1]]) setattr(unet_base.up[j], f'conv{j}', new_up_conv_with_se) def forward(self, x): return self.unet_forward(x) return UnetWithSeBlock(unet_model) # Example usage: unet_resnet50 = models.segmentation.fcn_resnet50(pretrained=True) se_unet_resnet50 = add_se_block_to_unet(unet_resnet50) ``` 上述代码展示了怎样创建`SELayer`类,并将其应用于现有的预训练好的基于ResNet50的FCN-U-Net实例中。这里假设原始U-Net已经定义好了具有`.down[]` 和 `.up[]` 属性用于访问其内部的编码器/解码器路径。
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