YOLOv11涨点改进 | 独家首发创新、Conv卷积改进篇 | TGRS 2025 | YOLOv11利用HLKConv分层大核卷积,含HLKConvC3k2二次创新,大核卷积改进,助力有效涨点

一、本文介绍

YOLOv11 作为当前主流的单阶段目标检测模型,凭借高效的特征提取与多尺度检测能力,在通用目标检测任务中表现优异,但面对小目标、低对比度目标(如红外小目标、远距离小物体)检测时,仍存在 “大感受野与细粒度特征保留矛盾”“空洞卷积伪影干扰” 等问题。将 HLKConv(分层大核卷积)引入 YOLOv11,可针对性弥补这些短板,同时强化模型在特定场景下的性能与效率。

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专栏改进目录:YOLOv11改进专栏包含卷积、主干网络、各种注意力机制、检测头、损失函数、Neck改进、小目标检测、二次创新模块、C2PSA/C3k2二次创新改进、全网独家创新等创新点改进

全新YOLOv11-发论文改进专栏链接:全新YOLOv11创新改进高效涨点+永久更新中(至少500+改进)+高效跑实验发论文

本文目录

一、本文介绍

二、HLKConv分层大核卷积介绍

2.0 HLKConv的网络结构图

2.1 HLKConv模块的作用

2.2 HLKConv的原理

2.3 HLKConv的优势

1. 性能优势:超越传统大核卷积变体

2. 任务适配优势:精准匹配 ISTD 特性

3. 效率与鲁棒性优势

三、完整核心代码

四、手把手教你配置模块和修改tasks.py文件

1.首先在ultralytics/nn/newsAddmodules创建一个.py文件

2.在ultralytics/nn/newsAddmodules/__init__.py中引用

3.修改ultralytics\nn\tasks.py文件

五、创建涨点yaml配置文件

🚀 创新改进1: yolov11n_HLKConv.yaml

🚀 创新改进2: yolov11n_HLKConvC3k2.yaml

六、正常运行


二、HLKConv分层大核卷积介绍

摘要:设计一个模块或机制,使网络在保持较低参数量和FLOPs的同时,不牺牲精度和吞吐量,仍然是一个挑战。为了解决这一挑战并挖掘特征图通道内的冗余,我们提出了一种新方案:部分通道机制(PCM)。具体而言,通过分割操作,特征图通道被划分为不同部分,每部分对应不同操作,如卷积、注意力、池化和恒等映射。基于这一假设,我们引入了一种新颖的部分注意力卷积(PATConv),可以高效地将卷积与视觉注意力结合。我们的研究表明,PATConv可以完全替代常规卷积和常规视觉注意力,同时降低模型参数和FLOPs。此外,PATConv可以衍生出三种新类型的模块:部分通道注意力模块(PAT ch)、部分空间注意力模块(PAT sp)和部分自注意力模块(PA

### YOLOv5 的改进 YOLOv5 是一种高效的实时目标检测框架,在多个方面进行了优化和改进,特别是在卷积、主干网络、检测头、注意力机制以及 Neck 部分。以下是这些方面的具体创新机制: #### 1. **卷积层** YOLOv5 中引入了多种新型卷积操作来提升模型效率和精度。例如,Depthwise Separable Convolution 被广泛应用于减少计算复杂度的同时保持较高的特征提取能力[^3]。此外,还采用了可变形卷积(Deformable Convolution),允许自适应调整采样位置以更好地处理形变物体。 ```python import torch.nn as nn class DepthWiseSeparableConv(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1): super(DepthWiseSeparableConv, self).__init__() self.depth_conv = nn.Conv2d(in_channels=in_channels, out_channels=in_channels, kernel_size=kernel_size, groups=in_channels, stride=stride, padding=padding) self.point_conv = nn.Conv2d(in_channels=in_channels, out_channels=out_channels, kernel_size=1) def forward(self, x): x = self.depth_conv(x) x = self.point_conv(x) return x ``` #### 2. **主干网络** YOLOv5 使用 CSPDarknet53 作为其默认主干网络结构,通过跨阶段部分连接(Cross Stage Partial Network)设计减少了内存消耗并提高了梯度流动效果[^4]。这种架构能够显著增强深层神经网络中的信息传递效率。 #### 3. **检测头** 在检测头上,YOLOv5 实现了一个多尺度预测方案,即 PANet(Path Aggregation Network)。它不仅增强了低分辨率特征图上的语义信息传播路径长度,而且保留高分辨率细节以便更精确地定位小尺寸对象[^5]。 #### 4. **注意力机制** 为了进一步提高模型表现力,YOLOv5 引入了几种先进的注意力模块: - **SENet (Squeeze-and-Excitation Networks)**:通过对每个通道的重要性进行建模从而动态调整激活权重。 - **CBAM (Convolutional Block Attention Module)**:结合空间维度与信道维度的关注程度来进行综合考量。 这两种方法均有助于突出重要区域或特性,忽略无关干扰因素,最终达到改善整体性能的目的[^6]。 #### 5. **Neck 结构** YOLOv5 的 Neck 设计主要围绕 FPN 和 PAN 构造展开,其中融合了不同层次间的信息交互方式——自顶向下与自底向上传播相结合的形式构建更加丰富的上下文关联关系[^7]。此策略对于解决多尺度问题特别有效果。 --- ### 总结 综上所述,YOLOv5 在各个组成部分都做出了针对性的技术革新,使得该版本无论是在速度还是准确性方面都有所突破。以上提到的内容涵盖了卷积技术更新、骨干网路选取依据、头部结构调整方向等多个层面的具体实现措施及其背后原理说明。 ---
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