空间金字塔池化改进 SPP / SPPF / SimSPPF / ASPP / RFB / SPPCSPC / SPPFCSPC(二)

简介: 空间金字塔池化改进 SPP / SPPF / SimSPPF / ASPP / RFB / SPPCSPC / SPPFCSPC

1.5 RFB(Receptive Field Block)


RFB模块是在《ECCV2018:Receptive Field Block Net for Accurate and Fast Object Detection》一文中提出的,该文的出发点是模拟人类视觉的感受野从而加强网络的特征提取能力,在结构上RFB借鉴了Inception的思想,主要是在Inception的基础上加入了空洞卷积,从而有效增大了感受野

image.png

image.png

RFB和RFB-s的架构。RFB-s用于在浅层人类视网膜主题图中模拟较小的pRF,使用具有较小内核的更多分支。

class BasicConv(nn.Module):
    def __init__(self, in_planes, out_planes, kernel_size, stride=1, padding=0, dilation=1, groups=1, relu=True, bn=True):
        super(BasicConv, self).__init__()
        self.out_channels = out_planes
        if bn:
            self.conv = nn.Conv2d(in_planes, out_planes, kernel_size=kernel_size, stride=stride, padding=padding, dilation=dilation, groups=groups, bias=False)
            self.bn = nn.BatchNorm2d(out_planes, eps=1e-5, momentum=0.01, affine=True)
            self.relu = nn.ReLU(inplace=True) if relu else None
        else:
            self.conv = nn.Conv2d(in_planes, out_planes, kernel_size=kernel_size, stride=stride, padding=padding, dilation=dilation, groups=groups, bias=True)
            self.bn = None
            self.relu = nn.ReLU(inplace=True) if relu else None
    def forward(self, x):
        x = self.conv(x)
        if self.bn is not None:
            x = self.bn(x)
        if self.relu is not None:
            x = self.relu(x)
        return x
class BasicRFB(nn.Module):
    def __init__(self, in_planes, out_planes, stride=1, scale=0.1, map_reduce=8, vision=1, groups=1):
        super(BasicRFB, self).__init__()
        self.scale = scale
        self.out_channels = out_planes
        inter_planes = in_planes // map_reduce
        self.branch0 = nn.Sequential(
            BasicConv(in_planes, inter_planes, kernel_size=1, stride=1, groups=groups, relu=False),
            BasicConv(inter_planes, 2 * inter_planes, kernel_size=(3, 3), stride=stride, padding=(1, 1), groups=groups),
            BasicConv(2 * inter_planes, 2 * inter_planes, kernel_size=3, stride=1, padding=vision + 1, dilation=vision + 1, relu=False, groups=groups)
        )
        self.branch1 = nn.Sequential(
            BasicConv(in_planes, inter_planes, kernel_size=1, stride=1, groups=groups, relu=False),
            BasicConv(inter_planes, 2 * inter_planes, kernel_size=(3, 3), stride=stride, padding=(1, 1), groups=groups),
            BasicConv(2 * inter_planes, 2 * inter_planes, kernel_size=3, stride=1, padding=vision + 2, dilation=vision + 2, relu=False, groups=groups)
        )
        self.branch2 = nn.Sequential(
            BasicConv(in_planes, inter_planes, kernel_size=1, stride=1, groups=groups, relu=False),
            BasicConv(inter_planes, (inter_planes // 2) * 3, kernel_size=3, stride=1, padding=1, groups=groups),
            BasicConv((inter_planes // 2) * 3, 2 * inter_planes, kernel_size=3, stride=stride, padding=1, groups=groups),
            BasicConv(2 * inter_planes, 2 * inter_planes, kernel_size=3, stride=1, padding=vision + 4, dilation=vision + 4, relu=False, groups=groups)
        )
        self.ConvLinear = BasicConv(6 * inter_planes, out_planes, kernel_size=1, stride=1, relu=False)
        self.shortcut = BasicConv(in_planes, out_planes, kernel_size=1, stride=stride, relu=False)
        self.relu = nn.ReLU(inplace=False)
    def forward(self, x):
        x0 = self.branch0(x)
        x1 = self.branch1(x)
        x2 = self.branch2(x)
        out = torch.cat((x0, x1, x2), 1)
        out = self.ConvLinear(out)
        short = self.shortcut(x)
        out = out * self.scale + short
        out = self.relu(out)
        return out

1.6 SPPCSPC


该模块是YOLOv7中使用的SPP结构,表现优于SPPF,但参数量和计算量提升了很多

ce3fdecfa12746f08292c9dfa6d31523.png

class SPPCSPC(nn.Module):
    # CSP https://github.com/WongKinYiu/CrossStagePartialNetworks
    def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=False, g=1, e=0.5, k=(5, 9, 13)):
        super(SPPCSPC, self).__init__()
        c_ = int(2 * c2 * e)  # hidden channels
        self.cv1 = Conv(c1, c_, 1, 1)
        self.cv2 = Conv(c1, c_, 1, 1)
        self.cv3 = Conv(c_, c_, 3, 1)
        self.cv4 = Conv(c_, c_, 1, 1)
        self.m = nn.ModuleList([nn.MaxPool2d(kernel_size=x, stride=1, padding=x // 2) for x in k])
        self.cv5 = Conv(4 * c_, c_, 1, 1)
        self.cv6 = Conv(c_, c_, 3, 1)
        self.cv7 = Conv(2 * c_, c2, 1, 1)
    def forward(self, x):
        x1 = self.cv4(self.cv3(self.cv1(x)))
        y1 = self.cv6(self.cv5(torch.cat([x1] + [m(x1) for m in self.m], 1)))
        y2 = self.cv2(x)
        return self.cv7(torch.cat((y1, y2), dim=1))
#分组SPPCSPC 分组后参数量和计算量与原本差距不大,不知道效果怎么样
class SPPCSPC_group(nn.Module):
    def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=False, g=1, e=0.5, k=(5, 9, 13)):
        super(SPPCSPC_group, self).__init__()
        c_ = int(2 * c2 * e)  # hidden channels
        self.cv1 = Conv(c1, c_, 1, 1, g=4)
        self.cv2 = Conv(c1, c_, 1, 1, g=4)
        self.cv3 = Conv(c_, c_, 3, 1, g=4)
        self.cv4 = Conv(c_, c_, 1, 1, g=4)
        self.m = nn.ModuleList([nn.MaxPool2d(kernel_size=x, stride=1, padding=x // 2) for x in k])
        self.cv5 = Conv(4 * c_, c_, 1, 1, g=4)
        self.cv6 = Conv(c_, c_, 3, 1, g=4)
        self.cv7 = Conv(2 * c_, c2, 1, 1, g=4)
    def forward(self, x):
        x1 = self.cv4(self.cv3(self.cv1(x)))
        y1 = self.cv6(self.cv5(torch.cat([x1] + [m(x1) for m in self.m], 1)))
        y2 = self.cv2(x)
        return self.cv7(torch.cat((y1, y2), dim=1))

1.7 SPPFCSPC🍀


我借鉴了SPPF的思想将SPPCSPC优化了一下,得到了SPPFCSPC,在保持感受野不变的情况下获得速度提升;我把这个模块给v7作者看了,并没有得到否定,详细回答可以看4 Issue

63cee9bdf0bf47b7a1649567e5d09a7f.png

A:

Max pooling uses very few computation, if you programming well, above one could run three max pool layers in parallel, while below one must process three max pool layers sequentially.

By the way, you could replace SPPCSPC by SPPFCSPC at inference time if your hardware is friendly to SPPFCSPC.


有问题欢迎大家指正,如果感觉有帮助的话请点赞支持下👍📖🌟

参考文献:增强感受野SPP、ASPP、RFB、PPM

相关文章
|
7月前
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
卷积神经元网络CNN基础
卷积神经元网络CNN基础
79 1
|
7月前
|
机器学习/深度学习 编解码 边缘计算
YOLOv5改进 | 卷积模块 | 用ShuffleNetV2卷积替换Conv【轻量化网络】
本文介绍了如何在YOLOv5中用ShuffleNetV2替换卷积以减少计算量。ShuffleNetV2是一个轻量级网络,采用深度可分离卷积、通道重组和多尺度特征融合技术。文中提供了一个逐步教程,包括ShuffleNetV2模块的代码实现和在YOLOv5配置文件中的添加方法。此外,还分享了完整的代码链接和GFLOPs的比较,显示了GFLOPs的显著减少。该教程适合初学者实践,以提升深度学习目标检测技能。
YOLOv5改进 | 卷积模块 | 用ShuffleNetV2卷积替换Conv【轻量化网络】
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling, SPP)原理和代码实现(Pytorch)
想直接看公式的可跳至第三节 3.公式修正 一、为什么需要SPP 首先需要知道为什么会需要SPP。 我们都知道卷积神经网络(CNN)由卷积层和全连接层组成,其中卷积层对于输入数据的大小并没有要求,唯一对数据大小有要求的则是第一个全连接层,因此基本上所有的CNN都要求输入数据固定大小,例如著名的VGG模型则要求输入数据大小是 (224*224) 。
2250 0
|
4月前
|
机器学习/深度学习 编解码 计算机视觉
CNN 中卷积层和池化层的作用
【8月更文挑战第15天】
359 0
|
5月前
|
机器学习/深度学习 计算机视觉
【YOLOv10改进-卷积Conv】SCConv :即插即用的空间和通道重建卷积
YOLOv10专栏介绍了将Swin Transformer应用于目标检测的创新。Swin Transformer采用分层窗口结构,解决了视觉任务中的尺度变化问题,提供线性复杂度的效率提升。在图像分类、目标检测和语义分割任务中表现出色,超越先前最佳模型。YOLOv10结合Swin Transformer,利用其局部注意力机制和层次化设计,提升了检测性能。提供的代码片段展示了Swin Transformer模块,包括窗口划分、注意力计算和相对位置偏置。更多信息可在相关博客文章中找到。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 计算机视觉
【YOLOv10改进-卷积Conv】RFAConv:感受野注意力卷积,创新空间注意力
【YOLO目标检测专栏】探索空间注意力局限,提出感受野注意力(RFA)机制,解决卷积核参数共享问题。RFAConv增强大尺寸卷积核处理能力,不增加计算成本,提升网络性能。已在YOLOv8中实现,详情见YOLO目标检测创新改进与实战案例专栏。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 编解码 计算机视觉
【YOLOv10改进-卷积Conv】 SPD-Conv空间深度转换卷积,处理低分辨率图像和小对象问题
YOLO目标检测专栏探讨了CNN在低分辨率和小目标检测中的局限性,提出SPD-Conv新架构,替代步长卷积和池化层,通过空间到深度层和非步长卷积保持细粒度信息。创新点包括消除信息损失、通用设计和性能提升。YOLOv5和ResNet应用SPD-Conv后,在困难任务上表现优越。详情见YOLO有效改进系列及项目实战目录。
|
6月前
|
计算机视觉
【YOLOv8改进】 SAConv(Switchable Atrous Convolution):可切换的空洞卷积
**DetectoRS是目标检测的先进网络,融合递归特征金字塔和可切换空洞卷积。递归金字塔在FPN基础上增加反馈,增强特征表示。SAC使用不同空洞率卷积并用开关函数融合,适应不同尺度目标。在COCO数据集上,DetectoRS达到55.7%的Box AP,48.5%的Mask AP和50.0%的
|
7月前
|
机器学习/深度学习 计算机视觉
YOLOv5改进 | 2023 | FocalModulation替换SPPF(精度更高的空间金字塔池化)
YOLOv5改进 | 2023 | FocalModulation替换SPPF(精度更高的空间金字塔池化)
304 0
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
PyTorch: 池化-线性-激活函数层
PyTorch: 池化-线性-激活函数层
187 0