#今日论文推荐#改进Yolov5 | 用 GSConv+Slim Neck 一步步把 Yolov5 提升到极致

本文提出了一种新的卷积结构GSConv,用于减轻目标检测模型的复杂度,同时保持准确性。结合Slim-Neck设计,该方法在车载边缘计算平台上实现了高效且精确的目标检测。在Tesla T4上,模型以约100FPS的速度在SODA10M数据集上达到了70.9%mAP0.5,显示了其在实时检测中的潜力。此外,文章讨论了单阶段与两阶段检测器的优缺点,并强调轻量级设计的重要性。

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#今日论文推荐#改进Yolov5 | 用 GSConv+Slim Neck 一步步把 Yolov5 提升到极致

目标检测是计算机视觉中一项艰巨的下游任务。对于车载边缘计算平台,大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准确性。因此本文引入了一种新方法 GSConv 来减轻模型的复杂度并保持准确性。GSConv 可以更好地平衡模型的准确性和速度。并且,提供了一种设计范式,Slim-Neck,以实现检测器更高的计算成本效益。在实验中,与原始网络相比,本文方法获得了最先进的结果(例如,SODA10M 在 Tesla T4 上以 ~100FPS 的速度获得了 70.9% mAP0.5)。

目标检测是无人驾驶汽车所需的基本感知能力。目前,基于深度学习的目标检测算法在该领域占据主导地位。这些算法在检测阶段有两种类型:单阶阶段和两阶段。两阶段检测器在检测小物体方面表现更好,通过稀疏检测的原理可以获得更高的平均精度(mAP),但这些检测器都是以速度为代价的。单阶段检测器在小物体的检测和定位方面不如两阶段检测器有效,但在工作上比后者更快,这对工业来说非常重要。

类脑研究的直观理解是,神经元越多的模型获得的非线性表达能力越强。但不可忽视的是,生物大脑处理信息的强大能力和低能耗远远超出了计算机。无法通过简单地无休止地增加模型参数的数量来构建强大的模型。轻量级设计可以有效缓解现阶段的高计算成本。这个目的主要是通过使用 Depth-wise Separable Convolution (DSC)操作来减少参数和FLOPs的数量来实现的,效果很明显。

但是,DSC 的缺点也很明显:输入图像的通道信息在计算过程中是分离的。

论文题目:Slim-neck by GSConv: A better design paradigm of detector architectures for autonomous vehicles
详细解读:https://www.aminer.cn/research_report/62aa9d237cb68b460fd3b216?download=falseicon-default.png?t=M4ADhttps://www.aminer.cn/research_report/62aa9d237cb68b460fd3b216?download=false
AMiner链接:https://www.aminer.cn/?f=cs

### 回答1: gsconv slim-neck 是一种新型的神经网络结构,它可以有效地减轻模型的复杂度,同时提升精度。 一般情况下,神经网络的复杂度越高,模型就越庞大、计算量就越大,同时也越容易出现过拟合的问题。针对这个问题,gsconv slim-neck 结构主要通过两种方式来降低神经网络的复杂度: 一是采用深度可分离卷积层代替传统的卷积层,减少神经网络的参数量和计算量,从而提高模型的训练和运行效率。 二是在神经网络的设计中引入了一种“瓶颈结构”,即在模型的中间位置设置一个较小的通道,保证了更加有效地信息传递和特征提取,同时也带来了更小的计算和存储开销。 此外,gsconv slim-neck 还采用了立体空洞卷积等高阶方法,进一步提高了模型的特征提取能力和准确性,并在训练数据规模较小的情况下表现出了更强的鲁棒性。 综上,gsconv slim-neck 在保证模型准确性的基础上,有效地减轻了模型的复杂度,提高了神经网络的效率,为神经网络的设计和应用提供了新的思路和方法。 ### 回答2: gsconv slim-neck是一种神经网络结构优化方法,旨在减轻模型的复杂度和提高精度。它采用了两种优化策略:gsconvslim-neck。通过这两种策略的结合运用,可以使神经网络模型更加轻量化和高效,有效避免过拟合等问题,从而提高模型的性能表现。 首先,gsconv(Global Softmax Convolution)是一种结合全局softmax和卷积操作的卷积神经网络(CNN)模块,它可以有效地将特征图的维度降低。具体来说,在该模块中,全局softmax操作会将每个特征图通道的所有值归一化,从而得到每个通道上的注意力分布权重。然后,将该权重作为卷积核来执行卷积操作,将特征图的维度降低到1,从而减少模型中的参数数量和计算复杂度,提高模型的计算效率。 其次,slim-neck是一种细颈设计(Bottlenect)结构,可以有效地缩小神经网络模型的通道数,减少网络所需的存储空间和计算资源,并且有利于控制过拟合。在该结构中,通过将一部分卷积层的输出通道数降到较低的水平来压缩特征图,然后再使用较小的通道数进行卷积操作,从而减少了模型的参数数量和计算量。 综合gsconvslim-neck策略,gsconv slim-neck 能够在保持精度不变的情况下,大幅度减小神经网络模型的复杂度。通过在CNN模型的不同层次中结合这两种优化策略,可以提高模型的泛化能力和准确性,并且在实际应用中具有更优的性能表现。因此,gsconv slim-neck 作为一种高效的神经网络优化方法,在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域中具有广泛的应用前景。 ### 回答3: gsconv slim-neck是一种卷积神经网络模型压缩技术,旨在减轻模型的复杂度同时提升精度。相对于传统的模型压缩技术,如权重剪枝和量化,gsconv slim-neck技术可以更好地完成这个任务。 gsconv slim-neck技术的主要原理是使用一种特殊的卷积操作方式,即group sparse convolution,来减少模型中神经元的数量并提高精度。该操作将神经元分为多个group,其中每个group包含一些神经元,这些神经元权重之间是高度相关的。在进行卷积操作时,只有少数group参与计算,因此模型的复杂度得以减少。 与此同时,gsconv slim-neck技术还使用了一种称为neck卷积的操作,可以将一个大的卷积核分解为多个小的卷积核,从而进一步提高了模型的精度。这种操作类似于一种特殊的卷积神经网络结构——Inception,但是更加高效。 总之,gsconv slim-neck技术通过使用group sparse convolution和neck卷积两种技术手段,成功地实现了模型压缩和精度提升的目标。这项技术在计算机视觉等领域得到了广泛的应用,可以为实际应用场景提供更加高效和准确的神经网络模型。
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