一、本文介绍
本文记录的是利用HCANet模型中提出的CAFM模块优化YOLOv11的目标检测网络模型。CAFM利用卷积操作的局部特征提取能力，并通过自注意力机制补充全局信息，优化了特征提取能力。本文将其加入到YOLOv11中，使模型能够增强复杂图像的适应能力，并在不增加过多计算负担的情况下提高特征提取能力。
专栏目录：YOLOv11改进目录一览 | 涉及卷积层、轻量化、注意力、损失函数、Backbone、SPPF、Neck、检测头等全方位改进
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二、卷积和注意力融合模块介绍
Hybrid Convolutional and Attention Network for Hyperspectral Image Denoising
2.1 CAFM模块设计出发点
卷积操作受限于局部性和有限的感受野，在对全局特征建模时存在不足。而Transformer借助注意力机制在提取全局特征和捕捉长程依赖方面表现出色。因此为了对全局和局部特征进行建模，设计了卷积和注意力融合模块（CAFM）。
2.2 CAFM模块原理
2.2.1 局部分支
通过一系列操作增强跨通道交互和促进信息整合。
首先使用$1×1$卷积调整通道维度，接着进行通道混洗操作（将输入张量沿通道维度分组，在每组内采用深度可分离卷积进行通道混洗，然后将各组合并），最后再用$3×3×3$卷积提取特征。
2.2.2 全局分支
首先通过$1×1$卷积和$3×3$深度可分离卷积生成查询（Q）、键（K）和值（V），将Q和K重塑后计算注意力图，通过注意力机制计算输出，再加上原始输入得到全局分支的输出。
2.3 模块结构
由局部分支和全局分支组成。
- 局部分支：依次包括$1×1$卷积、通道混洗操作和$3×3×3$卷积。
- 全局分支：包含生成
Q、K、V的卷积操作，以及对Q、K进行重塑和计算注意力图的过程，最后通过$1×1$卷积和注意力机制得到输出并加上原始输入。
2.4 优势
- 结合了卷积和注意力机制的优点，能够同时对全局和局部特征进行有效建模。
- 通过合理的结构设计，在不增加过多计算负担的情况下提高了特征提取能力。
论文：https://arxiv.org/pdf/2403.10067
源码：https://github.com/summitgao/HCANet/blob/main/HCANet.py
三、实现代码及YOLOv11修改步骤
模块完整介绍、个人总结、实现代码、模块改进、二次创新以及各模型添加步骤参考如下地址：
