【深度学习注意力机制系列】—— SENet注意力机制(附pytorch实现)

深度学习中的注意力机制(Attention Mechanism)是一种模仿人类视觉和认知系统的方法,它允许神经网络在处理输入数据时集中注意力于相关的部分。通过引入注意力机制,神经网络能够自动地学习并选择性地关注输入中的重要信息,提高模型的性能和泛化能力。

卷积神经网络引入的注意力机制主要有以下几种方法:

  • 在空间维度上增加注意力机制
  • 在通道维度上增加注意力机制
  • 在两者的混合维度上增加注意力机制

我们将在本系列对多种注意力机制进行讲解,并使用pytorch进行实现,今天我们讲解SENet注意力机制

SENet(Squeeze-and-Excitation Networks)注意力机制 在通道维度上引入注意力机制,其核心思想在于通过网络根据loss去学习特征权重,使得有效的feature map权重大,无效或效果小的feature map权重小的方式训练模型达到更好的结果。SE block嵌在原有的一些分类网络中不可避免地增加了一些参数和计算量,但是在效果面前还是可以接受的 。Sequeeze-and-Excitation(SE) block并不是一个完整的网络结构,而是一个子结构,可以嵌到其他分类或检测模型中。

以上是SENet的结构示意图, 其关键操作为squeeze和excitation. 通过自动学习获得特征图在每个通道上的重要程度,以此为不同通道赋予不同的权重,提升有用通道的贡献程度.

实现机制:

  1. Squeeze: 通过全剧平均池化层,将每个通道大的二维特征(h*w)压缩为一个实数,维度变化: (C, H, W) -> (C, 1, 1)
  2. Excitation: 给予每个通道的一个特征权重, 然后经过两次全连接层的信息整合提取,构建通道间的自相关性,输出权重数目和特征图通道数一致, 维度变化: (C, 1, 1) -> (C, 1, 1)
  3. Scale: 将归一化后的权重加权道每个通道的特征上, 论文中使用的是相乘加权, 维度变化: (C, H, W) * (C, 1, 1) -> (C, H, W)

pytorch实现:

python 复制代码
class SENet(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels, ratio=16):
        super(SENet, self).__init__()
        self.in_channels = in_channels
        self.fgp = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1))
        self.fc1 = nn.Linear(self.in_channels, int(self.in_channels / ratio), bias=False)
        self.act1 = nn.ReLU()
        self.fc2 = nn.Linear(int(self.in_channels / ratio), self.in_channels, bias=False)
        self.act2 = nn.Sigmoid()

    def forward(self, x):
        b, c, h, w = x.size()
        output = self.fgp(x)
        output = output.view(b, c)
        output = self.fc1(output)
        output = self.act1(output)
        output = self.fc2(output)
        output = self.act2(output)
        output = output.view(b, c, 1, 1)
        return torch.multiply(x, output)
相关推荐
龙腾AI白云2 小时前
AI检索增强生成(RAG):解决大模型幻觉的核心落地技术
数据库·人工智能·机器学习·知识图谱
云票2 小时前
企业对接AI合同审查系统的工程实践
人工智能
admin and root2 小时前
「AI安全篇」实战AntiDebug自动化JS逆向加解密MCP
javascript·人工智能·网络安全·自动化·漏洞挖掘·cnvd·src赏金
智能RPA2 小时前
智能体自动化平台与主数据管理平台(MDM)对比评测
人工智能·自动化·agent·rpa
happylifetree3 小时前
Python09:核心语法-数据存储与运算-字面量
python
跨境小彭3 小时前
Temu拉美站点铺货实操复盘:手动复制痛点与批量自动化解决方案
服务器·人工智能·搜索引擎·自动化·temu电商运营
心之语歌3 小时前
Tkinter 画布基本梳理
运维·服务器·python
封印师请假去地球钓鱼3 小时前
边解边变的问题:从“决策依赖“一词出发
人工智能·算法
AI搅拌机3 小时前
ComfyUI管理大师:安全稳定升级+切换指定版本!
人工智能
浅安的邂逅3 小时前
20929-OpenAI 一天踩三脚急刹:暂停前沿训练、叫停 Astra、披露越权访问澳政府网站
人工智能·大模型·ai编程·行业动态·ai日报