YOLOv5改进之添加SE注意力机制的详细过程

2024-04-02 19:04:59 578人浏览薄情痞子

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摘要

目录前言：解决问题：添加方法：结果：总结前言：作为当前先进的深度学习目标检测算法YOLOv5，已经集合了大量的trick，但是在处理一些复杂背景问题的时候，还是容易出现错漏检的问题

前言：

作为当前先进的深度学习目标检测算法YOLOv5，已经集合了大量的trick，但是在处理一些复杂背景问题的时候，还是容易出现错漏检的问题。此后的系列文章，将重点对YOLOv5的如何改进进行详细的介绍，目的是为了给那些搞科研的同学需要创新点或者搞工程项目的朋友需要达到更好的效果提供自己的微薄帮助和参考。

解决问题：

加入SE通道注意力机制，可以让网络更加关注待检测目标，提高检测效果

SE模块的原理和结构

添加方法：

第一步：确定添加的位置，作为即插即用的注意力模块，可以添加到YOLOv5网络中的任何地方。本文以添加进C3模块中为例。

第二步：common.py构建融入se模块的C3,与原C3模块不同的是，该模块中的bottleneck中融入se模块。这样添加主要为了更好的做实验。

class seC3(nn.Module):
    # CSP Bottleneck with 3 convolutions
    def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=True, g=1, e=0.5):  # ch_in, ch_out, number, shortcut, groups, expansion
        super(seC3, self).__init__()
        c_ = int(c2 * e)  # hidden channels
        self.cv1 = Conv(c1, c_, 1, 1)
        self.cv2 = Conv(c1, c_, 1, 1)
        self.cv3 = Conv(2 * c_, c2, 1)  # act=FReLU(c2)
        self.m = nn.Sequential(*[seBottleneck(c_, c_, shortcut, g, e=1.0) for _ in range(n)])
        # self.m = nn.Sequential(*[CrossConv(c_, c_, 3, 1, g, 1.0, shortcut) for _ in range(n)])
 
    def forward(self, x):
        return self.cv3(torch.cat((self.m(self.cv1(x)), self.cv2(x)), dim=1))
 
class seBottleneck(nn.Module):
    # Standard bottleneck
    def __init__(self, c1, c2, shortcut=True, g=1, e=0.5):  # ch_in, ch_out, shortcut, groups, expansion
        super(seBottleneck, self).__init__()
        c_ = int(c2 * e)  # hidden channels
        self.cv1 = Conv(c1, c_, 1, 1)
        self.cv2 = Conv(c_, c2, 3, 1, g=g)
        self.add = shortcut and c1 == c2
        self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1)
        self.l1 = nn.Linear(c1, c1 // 4, bias=False)
        self.relu = nn.ReLU(inplace=True)
        self.l2 = nn.Linear(c1 // 4, c1, bias=False)
        self.sig = nn.Sigmoid()
 
    def forward(self, x):
        x = self.cv1(x)
        b, c, _, _ = x.size()
        y = self.avgpool(x).view(b, c)
        y = self.l1(y)
        y = self.relu(y)
        y = self.l2(y)
        y = self.sig(y)
        y = y.view(b, c, 1, 1)
        x = x * y.expand_as(x)
        return x + self.cv2(x) if self.add else self.cv2(self.cv1(x))

第三步：yolo.py中注册我们进行修改的seC3

        if m in [Conv, GhostConv, Bottleneck, Bottleneck_cot,TransfORMerC3,GhostBottleneck, SPP, DWConv, MixConv2d, Focus, CrossConv, BottleneckCSP,
                 C3,seC3]:
            c1, c2 = ch[f], args[0]
            if c2 != no:  # if not output
                c2 = make_divisible(c2 * gw, 8)
            args = [c1, c2, *args[1:]]
            if m in [BottleneckCSP, seC3]:
                args.insert(2, n)  # number of repeats
                n = 1

第四步：修改yaml文件，本文以修改主干特征提取网络为例，将原C3模块改为seC3即可。