YOLOv11涨点改进 | 独家创新首发、Conv卷积改进篇 | TGRS 2025 | 引入DSPM双分支语义感知模块,同时提取局部和全局特征,增强特征表达,助力小目标检测、图像分割高效涨点

一、本文介绍

🔥本文给大家介绍使用DSPM双分支语义感知模块改进 YOLOv11 网络模型,可以显著提升多尺度目标,特别是小目标的检测能力通过双分支卷积结构(标准卷积和膨胀卷积),DSPM能够同时提取局部和全局特征,增强特征表达。此外,DSPM的空间和通道注意力机制有效抑制背景噪声,帮助YOLOv11更精确地聚焦目标区域,提高检测精度和鲁棒性,尤其在复杂背景和噪声环境下表现更为优异。

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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、DSPM双分支语义感知模块介绍

HAFNet 详细网络结构图:

2.1 DSPM双分支语义感知模块结构图

2.2 DSPM 模块的作用:

2.3 DSPM 模块的原理

2.3 DSPM 模块的优势

三、完整核心代码

 四、手把手教你配置模块和修改task.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task.py文件

五、创建涨点yaml配置文件

🚀 创新改进1: yolov11n_DSPM.yaml

🚀 创新改进2: yolov11n_DSPM-2.yaml

🚀 创新改进3: yolov11n_C3k2_DSPM.yaml

六、正常运行


 

二、DSPM双分支语义感知模块介绍

摘要:红外小目标检测(IRSTD)涉及识别通常在空间上较小、信噪比低且常常嵌入在动态复杂背景中的目标,这使得任务尤为具有挑战性。得益于强大的特征提取和多尺度特征融合能力,U-Net 在 IRSTD 任务中表现良好。然而,现有的 U-Net 方法通常仅关注优化骨干特征提取或跳跃连接,这限制了其在复杂场景中的性能,使得有效识别小目标变得困难。为了解决这一限制,我们提出了一种基于 U-Net 架构的新型分层注意力融合网络,即 HAFNet。具体地,设计了一个双分支语义感知模块(DSPM)作为特征提取骨干,以增强上下文语义交互。该模块通过标准卷积和膨胀卷积实现双分支特征提取,同时利用空间和通道注意力模块(CAMs)有效地将小目标与背景噪声分离。此外,我们通过合并分层特征融合编码器(HFFE)和分层特征融合解码器(HFFD)扩展了跳跃连接

### 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 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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