yolo系列結構


原文鏈接:https://blog.csdn.net/nan355655600/article/details/106246625

YOLO v3

 

 

Yolov3是2018年發明提出的,這成為了目標檢測one-stage中非常經典的算法,包含Darknet-53網絡結構、anchor錨框、FPN等非常優秀的結構。

上圖三個藍色方框內表示Yolov3的三個基本組件:
(1)CBL:Yolov3網絡結構中的最小組件,由Conv+Bn+Leaky_relu激活函數三者組成。
(2)Res unit:借鑒Resnet網絡中的殘差結構,讓網絡可以構建的更深。
(3)ResX:由一個CBL和X個殘差組件構成,是Yolov3中的大組件。每個Res模塊前面的CBL都起到下采樣的作用,因此經過5次Res模塊后,得到的特征圖是608->304->152->76->38->19大小。

其他基礎操作:
(1)Concat:張量拼接,會擴充兩個張量的維度,例如26×26×256和26×26×512兩個張量拼接,結果是26×26×768。Concat和cfg文件中的route功能一樣。
(2)Add:張量相加,張量直接相加,不會擴充維度,例如104×104×128和104×104×128相加,結果還是104×104×128。add和cfg文件中的shortcut功能一樣。

Backbone中卷積層的數量:
每個ResX中包含1+2×X個卷積層,因此整個主干網絡Backbone中一共包含1+(1+2×1)+(1+2×2)+(1+2×8)+(1+2×8)+(1+2×4)=52,再加上一個FC全連接層,即可以組成一個Darknet53分類網絡。不過在目標檢測Yolov3中,去掉FC層,不過為了方便稱呼,仍然把Yolov3的主干網絡叫做Darknet53結構

YOLO v4

先整理下Yolov4的五個基本組件:
1. CBM:Yolov4網絡結構中的最小組件,由Conv+Bn+Mish激活函數三者組成。
2. CBL:由Conv+Bn+Leaky_relu激活函數三者組成。
3. Res unit:借鑒Resnet網絡中的殘差結構,讓網絡可以構建的更深。
4. CSPX:借鑒CSPNet網絡結構,由卷積層和X個Res unint模塊Concat組成。
5. SPP:采用1×1,5×5,9×9,13×13的最大池化的方式,進行多尺度融合。

其他基礎操作:
1. Concat:張量拼接,維度會擴充,和Yolov3中的解釋一樣,對應於cfg文件中的route操作。
2. Add:張量相加,不會擴充維度,對應於cfg文件中的shortcut操作。

Backbone中卷積層的數量:
和Yolov3一樣,再來數一下Backbone里面的卷積層數量。
每個CSPX中包含5+2×X個卷積層,因此整個主干網絡Backbone中一共包含1+(5+2×1)+(5+2×2)+(5+2×8)+(5+2×8)+(5+2×4)=72。
這里大白有些疑惑,按照Yolov3設計的傳統,72個卷積層,加上最后的一個全連接層,主干網絡的名字不應該叫CSPDarknet73嗎????

大白主要從以上4個部分對YoloV4的創新之處進行講解,讓大家一目了然。

(1)輸入端:這里指的創新主要是訓練時對輸入端的改進,主要包括Mosaic數據增強、cmBN、SAT自對抗訓練。 

         Mosaic數據增強主要有幾個優點:
                a. 豐富數據集:隨機使用4張圖片,隨機縮放,再隨機分布進行拼接,大大豐富了檢測數據集,特別是隨機縮放增加了很多小目標,讓網絡的魯棒性更好。
                b. 減少GPU:可能會有人說,隨機縮放,普通的數據增強也可以做,但作者考慮到很多人可能只有一個GPU。
                因此Mosaic增強訓練時,可以直接計算4張圖片的數據,使得Mini-batch大小並不需要很大,一個GPU就可以達到比較好的效果。

(2)BackBone主干網絡:將各種新的方式結合起來,包括:CSPDarknet53、Mish激活函數、Dropblock

        
(3)Neck:目標檢測網絡在BackBone和最后的輸出層之間往往會插入一些層,比如Yolov4中的SPP模塊、FPN+PAN結構
(4)Prediction:輸出層的錨框機制和Yolov3相同,主要改進的是訓練時的損失函數CIOU_Loss,使得預測框回歸的速度和精度更高一些,以及預測框篩選的nms變為DIOU_nms。


   性能對比:

 


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