yolov5+C2F:将yolov8中高效C2F结构与v5结合,实现模型改进

本文探讨了在目标检测任务中,YOLOV8的高效C2F结构与YOLOV5的结合,旨在降低模型复杂度的同时保持准确性。引入GSConv减轻模型复杂度,Slim-Neck设计提高计算成本效益。实验表明,这种方法在车载边缘计算平台上实现了先进性能,例如在Tesla T4上,SODA10M的检测速度达到~100FPS,mAP0.5为70.9%。此外,讨论了轻量级设计的重要性,以减少计算成本,C2F结构在YOLOV8中的应用有助于性能提升。

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太卷了!!!!! 太卷了!!!!!真的快要卷秃噜皮了!!!!学习的速度跟不上别人更新的速度。。。。太难了!!!!!!

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

### YOLOv8 YOLOv5 的网络架构对比 #### Backbone 网络 YOLOv5 使用 CSPDarknet53 作为其主干网络,该网络具备强大的特征提取能力以及较高的计算效率[^2]。相比之下,YOLOv8 虽然也借鉴了 CSP 模块的设计理念,但对其进行了优化升级,将 C3 模块替换为了更轻量化的 C2f 模块,从而实现进一步的模型简化和性能提升[^3]。 #### Neck 部分 在颈部结构方面,两者均基于 PANet (Path Aggregation Network) 思想构建多尺度特征融合机制。然而,在具体实现上存在显著差异: - **YOLOv5**: 继续保留传统的上采样阶段卷积操作,并采用标准的 C3 结构完成跨层连接。 - **YOLOv8**: 删除了上采样过程中的冗余卷积组件,同时引入更加高效的 C2f 替代原有的 C3 单元,减少了参数数量并加速推理速度。 #### Head 设计 头部设计是两版本间最明显的改变之一: - **YOLOv5**: 延用了经典的耦合头(Coupled-Head),即共享同一组权重来进行类别预测边界框回归任务处理。 - **YOLOv8**: 创新性地采用了当前流行趋势下的解耦头(Decoupled-Head),分别独立设置分类分支和定位分支,这种分离策略有助于提高各自子任务的学习效果。 #### 锚点机制 关于锚定框(anchor box)的选择也有本质上的转变: - **YOLOv5**: 属于 Anchor-Based 方法范畴,依赖预先设定好的一组固定大小比例候选区域来辅助目标位置估计工作流程。 - **YOLOv8**: 成功过渡到完全无先验假设形式——Anchor-Free 方向发展起来的新一代技术路线^,通过直接回归坐标值代替传统匹配逻辑,极大降低了超参调整难度的同时增强了泛化适应力。 #### 损失函数配置 对于最终误差度量体系而言亦有所革新: - **YOLOv5**: 大致遵循常规做法组合交叉熵损失(Binary Cross Entropy,BCE Loss)衡量置信度得分贡献部分;再配合GIoU 或 DIoU 类型几何相似性测度评估空间布局准确性表现情况. - **YOLOv8**: 引入 Variational Focal Loss(VFL) 来替代原始 BCE Loss 实现动态加权调节作用下更好地聚焦困难样本学习需求;此同时还结合 Distributional Focal Loss(DFL)+Complete Intersection over Union(CIoU)Loss 构建综合考量形状方向偏差程度的整体评价指标体系. #### 标签分配方案 最后值得一提的是它们之间针对正负样本划分准则方面的区别之处: - **YOLOv5**: 往往依据 IoU阈值判断原则决定哪些提议框应该被视作有效关联对象实例代表者身份归属关系确认事宜。 - **YOLOv8**: 提出了全新的 Task-Aligned Assigner 动态指派模式,能够自适应根据不同目标任务特性灵活调整最佳对应规则,进而达到全局最优解的效果呈现状态之中去. 综上所述可以看出,YOLOv8 不仅继承发扬前序版本优秀特质基础上做了大量针对性改进措施落实到位之外更是站在更高层次视角重新审视整个系统各个环节可能存在的不足加以修正完善使之成为当下最先进的实时物体探测解决方案典范之作. ```python # 示例代码展示如何加载两个模型进行比较 import torch from ultralytics import YOLO model_v5 = torch.hub.load('ultralytics/yolov5', 'yolov5s') # 加载YOLOv5小型版预训练模型 model_v8 = YOLO("yolov8n.pt") # 加载YOLOv8纳米级基础版本 print(model_v5.model) # 打印YOLOv5内部结构详情 print(model_v8.model) # 输出YOLOv8相应组成单元信息概览图谱供观察分析之用 ```
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