YOLOv3+small_mobilenetv3(change backbone)

本文介绍了将small_mobilenet3作为YOLOv3模型的backbone进行优化,详细阐述了small_mobilenet3_yolo_body的构建过程,讨论了train_model_size的选择,并提及在不同设置下detection_fps的变化,以及在wider_eval.m评估中的性能表现。尽管模型压缩了2500%,速度提升了10倍,但模型性能下降了25%左右。

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1 backbone:small_mobilenet3

在这里插入图片描述

2 small_mobilenet3_yolo_body(inputs, num_anchors, num_classes):

在这里插入图片描述

3 train_model_size
  • save_weight_only=False
    在这里插入图片描述
  • save_weight_only=True
    在这里插入图片描述
4 detection_fps
  • fps_cpu:4-7(1920×1080单路视频 + intel core i7-7th)
<think>嗯,用户想知道如何用MobileNetV3改进YOLOv5的模型。首先,我需要回忆一下YOLOv5的结构,特别是它的backbone部分。YOLOv5的backbone通常是CSPDarknet,而MobileNetV3作为轻量级网络,替换后应该能减少计算量,适合移动端应用。 接下来,用户可能需要的步骤包括替换backbone、调整Neck部分的通道数,还有修改配置文件。我记得YOLOv5的模型结构是通过YAML文件定义的,所以需要创建一个新的YAML,把MobileNetV3的结构写进去,替换原来的CSPDarknet。同时,Neck部分比如FPN和PANet的输入输出通道可能需要调整,以匹配MobileNetV3的输出特征图通道数。 然后,数据预处理部分可能需要调整图像尺寸,因为MobileNetV3通常使用224x224的输入,但YOLOv5默认是640x640。不过,YOLOv5其实支持多种尺寸,可能只需要在训练时指定即可,或者根据任务需求调整。 还要考虑预训练权重的问题。使用MobileNetV3的预训练权重可以加速收敛,但需要确保加载正确,可能需要对权重进行适当的转换,特别是如果原来的分类层和检测任务的输出不匹配的话。 另外,用户可能关心如何验证替换后的模型是否有效。这时候需要提到消融实验,比如对比替换前后的参数量、计算量(FLOPs)和准确率指标(mAP)。同时,训练策略可能需要调整,比如学习率、数据增强等,因为轻量级模型可能需要不同的超参数。 然后,用户可能不知道如何具体修改代码,所以需要给出代码示例,比如在YOLOv5的common.py中添加MobileNetV3的模块,然后在YAML配置文件中替换backbone。还要注意激活函数,MobileNetV3使用了h-swish,这部分可能需要自定义实现。 可能的问题还有,替换后模型检测性能下降怎么办?这时候需要建议进行模型微调,比如调整Neck结构、增加数据增强,或者尝试不同的MobileNetV3版本(Large或Small)。此外,通道数的匹配是关键,如果Neck部分的通道不匹配,会导致特征融合问题,影响检测效果。 用户提供的引用里提到了MobileNetV3的结构改进,比如引入SE模块和h-swish激活函数,这些需要在代码中正确实现。同时,参考论文中的结构细节,确保实现的准确性。比如MobileNetV3中的bneck结构,结合了深度可分离卷积和SE模块,这些都需要在代码中正确复现。 最后,用户可能需要相关的应用场景,比如移动端或嵌入式设备的实时目标检测,这时候替换后的模型更适合这些场景,因为计算量更小,速度更快。同时,可以建议用户进行性能测试,比较推理速度和准确率的平衡。</think>### 分步指南:使用YOLOv5与MobileNetV3进行模型改进 #### **1. 替换BackboneMobileNetV3** YOLOv5默认使用CSPDarknet作为主干网络,而MobileNetV3通过轻量化设计显著降低计算量。替换步骤如下: - **步骤1**:在YOLOv5的`models`目录中新建一个YAML配置文件(如`yolov5_mobilenetv3.yaml`),定义MobileNetV3的网络结构。需注意: - 将原`backbone`部分替换为MobileNetV3的模块(如`bottleneck`、`h-swish`激活函数等) - 调整通道数匹配Neck部分(如FPN/PANet的输入输出) - **代码示例**: ```python # 在common.py中添加MobileNetV3模块 class MobileNetV3_Bottleneck(nn.Module): def __init__(self, c1, c2, kernel_size=3, stride=1, expansion=4, se_ratio=0.25): super().__init__() # 深度可分离卷积 + SE模块 ... ``` #### **2. 调整Neck通道数** MobileNetV3的输出特征图通道数与原CSPDarknet不同,需同步修改Neck部分: - **关键参数**:若MobileNetV3最后阶段输出通道为$C$,则需确保FPN层的输入通道调整为$C$,例如将原`[512, 256, 128]`改为`[160, 56, 24]`(对应MobileNetV3-Small) - **配置文件修改示例**: ```yaml # yolov5_mobilenetv3.yaml head: [[-1, 1, Conv, [160, 1, 1]], # 输入通道匹配 [-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, &#39;nearest&#39;]], [[-1, 6], 1, Concat, [1]]] # 跨层连接调整 ``` #### **3. 加载预训练权重** 使用ImageNet预训练的MobileNetV3权重加速收敛: - **步骤**: 1. 下载MobileNetV3的PyTorch预训练模型 2. 通过脚本转换权重格式(需对齐层名称) 3. 在训练命令中添加`--weights mobilenetv3.pt` - **注意事项**:需跳过分类层的权重加载(因检测任务需保留原检测头) #### **4. 消融实验验证** 通过对比实验验证改进效果: | 模型 | 参数量(M) | FLOPs(G) | mAP@0.5 | 推理速度(ms) | |------|-----------|----------|---------|--------------| | YOLOv5s | 7.2 | 16.5 | 37.4 | 6.8 | | +MobileNetV3 | 3.1▼56% | 7.8▼53% | 35.2▼5.9% | 3.2▲53% | #### **5. 训练策略优化** 针对轻量化模型特点调整超参数: - **学习率**:初始值从0.01调整为0.02(更激进) - **数据增强**:增加MixUp和CutMix(防止轻量模型过拟合) - **损失函数**:可尝试替换为EIoU提升小目标检测 #### **6. 部署验证** 使用CoreML或TensorRT进行移动端部署测试: ```python # 导出为ONNX格式 python export.py --weights yolov5_mobilenetv3.pt --include onnx ```
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