YOLOv8改进 | 主干篇 | 利用MobileNetV1替换Backbone(轻量化网络结构)

简介: YOLOv8改进 | 主干篇 | 利用MobileNetV1替换Backbone(轻量化网络结构)

一、本文介绍

本文给大家带来的改进机制是MobileNetV1,其是专为移动和嵌入式视觉应用设计的轻量化网络结构。这些模型基于简化的架构,并利用深度可分离卷积构建轻量级深度神经网络,其引入了两个简单的全局超参数,用于在延迟和准确性之间进行有效的权衡。实验表明,MobileNets在资源和准确性的权衡方面表现出色,并在多种应用(如对象检测、细粒度分类、面部属性识别和大规模地理定位)中展现了其有效性,这个模型非常适合轻量化的读者来使用

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适用检测目标:轻量化网络结构适合轻量化的读者

推荐指数:⭐⭐⭐

专栏目录:YOLOv8改进有效系列目录 | 包含卷积、主干、检测头、注意力机制、Neck上百种创新机制

专栏回顾:YOLOv8改进系列专栏——本专栏持续复习各种顶会内容——科研必备

二、MobileNetV1的框架原理

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MobileNetV1的论文《MobileNets: Efficient Convolutional Neural Networks for Mobile Vision Applications》介绍了一种高效的模型集合,专为移动和嵌入式视觉应用设计。这些模型基于简化的架构,并利用深度可分离卷积构建轻量级深度神经网络,从而适应移动和嵌入式设备的计算和存储限制。这种架构包含两个步骤:深度卷积(Depthwise Convolution)用于单独处理每个输入通道,然后是逐点卷积(Pointwise Convolution),用于整合深度卷积的输出。通过这种分解,MobileNet显著减少了模型的大小和计算复杂度,同时保持了良好的性能。论文还引入了两个全局超参数,允许在网络大小、速度和准确性之间进行灵活的权衡。

MobileNet的主要创新点包括:

1. 深度可分离卷积:该网络架构使用深度可分离卷积代替标准卷积,显著减少模型参数和计算量。

2. 宽度乘数:提供了一个超参数来调节网络的宽度,从而使得模型可以根据需要进行缩放,适应不同的性能和资源要求。

3. 分辨率乘数:允许调整输入图像的分辨率,进一步减少计算量。

其中第二点和第三点,在代码中很清楚的就能看到如下图红框的所示,分别对应第二点和第三点。

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深度可分离卷积如下图所示

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这张图片描绘了深度可分离卷积的概念,其中标准的卷积滤波器(a)被分解为两个独立的层:深度卷积(b)和逐点卷积(c)。在深度卷积中,每个输入通道独立应用一个滤波器,而逐点卷积则使用1x1的卷积核来组合深度卷积的输出。这种分解方法显著减少了计算量,因为它将卷积操作分为两个更简单的步骤:一个是应用于每个通道的滤波(深度卷积),另一个是这些滤波输出的组合(逐点卷积)。

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