YOLOv11改进 | Neck篇 | YOLOv11引入Slim-Neck(轻量)

1. Slim-Neck介绍

摘要:目标检测是计算机视觉中重要的下游任务。 对于车载边缘计算平台来说,巨大的模型很难达到实时检测的要求。 而且,由大量深度可分离卷积层构建的轻量级模型无法达到足够的精度。 我们引入了一种新的轻量级卷积技术 GSConv,以减轻模型重量但保持准确性。 GSConv 在模型的准确性和速度之间实现了出色的权衡。 并且,我们提供了一种设计范例,细颈,以实现探测器更高的计算成本效益。 我们的方法的有效性在二十多组比较实验中得到了强有力的证明。 特别是,与原始检测器相比,通过我们的方法改进的检测器获得了最先进的结果(例如,SODA10M 在 Tesla T4 GPU 上以约 100FPS 的速度获得 70.9% mAP0.5)。

官方论文地址:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2206/2206.02424.pdf

### GSConv 和 Slim-Neck 的定义 #### GSConv 定义 GSConv 是一种新型的轻量化卷积操作,旨在实现更高效的特征提取。该方法通过改进传统卷积层来提高模型效率并保持较高的准确性[^4]。 ```python class GSConv(nn.Module): def __init__(self, c1, c2, k=1, s=1, p=None, g=1, act=True): super().__init__() self.conv = nn.Conv2d(c1, c2, k, s, autopad(k, p), groups=g, bias=False) self.bn = nn.BatchNorm2d(c2) self.act = nn.SiLU() if act is True else (act if isinstance(act, nn.Module) else nn.Identity()) ``` #### Slim-Neck 定义 Slim-Neck 是指在目标检测网络架构中位于骨干网(Backbone)之后、头部(Head)之前的中间部分。它通常用于增强特征表示能力而不显著增加计算开销。具体来说,在此结构中采用了 GSConv 来优化性能表现。 ### 应用场景 #### 计算机视觉中的应用 两者都广泛应用于计算机视觉任务特别是实时物体检测领域。由于其高效性和良好的精度特性,使得这些组件非常适合部署于资源受限环境下的边缘设备上运行高性能的目标识别算法。 ### 主要区别 | 对比项 | GSConv | Slim-Neck | |------------|----------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------| | **功能定位** | 提供了一种新的轻量级卷积方式,能够在不牺牲太多准确性的前提下大幅降低参数量和运算复杂度 | 设计目的是为了连接主干网络与预测头之间的桥梁,起到加强特征融合的作用 | | **作用范围** | 可作为标准卷积替代品嵌入到任何需要执行二维空间变换的地方 | 属于整个神经网络的一个特定组成部分,主要负责处理来自不同尺度的感受野信息 | | **创新特点** | 结合了分组卷积的思想,并引入了一些额外机制以改善深层特征的学习效果 | 利用了 GSConv 技术构建了一个更加紧凑有效的颈部模块 | ### 性能比较 相比于传统的深度可分离卷积(DSC),采用 GSConv 方法可以更好地保留原始输入图像的空间关系,从而获得更为优质的特征映射图谱。这有助于提升最终输出的质量以及整体系统的鲁棒性[^3]。
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