深度学习模块C2f代码详解

C2f 是一个用于构建卷积神经网络(CNN)的模块,特别是在 YOLOv5 和 YOLOv8 等目标检测模型中。这个模块是一个改进的 CSP(Cross Stage Partial)Bottleneck 结构,旨在提高计算效率和特征提取能力。下面是对 C2f 类的详细解释:

类定义和初始化

Python复制

class C2f(nn.Module):

"""Faster Implementation of CSP Bottleneck with 2 convolutions."""

复制代码
def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=False, g=1, e=0.5):
    """Initializes a CSP bottleneck with 2 convolutions and n Bottleneck blocks for faster processing."""
    super().__init__()
    self.c = int(c2 * e)  # hidden channels
    self.cv1 = Conv(c1, 2 * self.c, 1, 1)
    self.cv2 = Conv((2 + n) * self.c, c2, 1)  # optional act=FReLU(c2)
    self.m = nn.ModuleList(Bottleneck(self.c, self.c, shortcut, g, k=((3, 3), (3, 3)), e=1.0) for _ in range(n))

c1: 输入通道数。

c2: 输出通道数。

n: Bottleneck 模块的数量,默认为 1。

shortcut: 是否使用残差连接,默认为 False。

g: 分组卷积的组数,默认为 1。

e: 扩展系数,用于计算隐藏层的通道数,默认为 0.5。

属性解释

self.c: 隐藏层的通道数,计算为 int(c2 * e)。

self.cv1: 第一个卷积层,将输入通道数 c1 转换为 2 * self.c。

self.cv2: 第二个卷积层,将 (2 + n) * self.c 转换为 c2。

self.m: 一个 ModuleList,包含 n 个 Bottleneck 模块。

前向传播方法

forward 方法

Python复制

python 复制代码
def forward(self, x):
    """Forward pass through C2f layer."""
    y = list(self.cv1(x).chunk(2, 1))
    y.extend(m(y[-1]) for m in self.m)
    return self.cv2(torch.cat(y, 1))

self.cv1(x): 将输入 x 通过第一个卷积层 cv1,输出通道数为 2 * self.c。
.chunk(2, 1)****: 将输出张量沿着通道维度分成两部分,每部分的通道数为 self.c。
y.extend(m(y[-1]) for m in self.m): 将每个 Bottleneck 模块的输出依次添加到 y 列表中。y[-1] 表示上一个模块的输出。
torch.cat(y, 1): 将 y 列表中的所有张量沿着通道维度拼接在一起。
self.cv2(torch.cat(y, 1)): 将拼接后的张量通过第二个卷积层 cv2,输出通道数为 c2。

forward_split 方法

Python复制

python 复制代码
def forward_split(self, x):
    """Forward pass using split() instead of chunk()."""
    y = self.cv1(x).split((self.c, self.c), 1)
    y = [y[0], y[1]]
    y.extend(m(y[-1]) for m in self.m)
    return self.cv2(torch.cat(y, 1))

self.cv1(x).split((self.c, self.c), 1): 将输出张量沿着通道维度分成两部分,每部分的通道数为 self.c。
y = [y[0], y[1]]: 将分成的两部分存储在列表 y 中。
y.extend(m(y[-1]) for m in self.m): 将每个 Bottleneck 模块的输出依次添加到 y 列表中。y[-1] 表示上一个模块的输出。
torch.cat(y, 1):
将 y 列表中的所有张量沿着通道维度拼接在一起。
self.cv2(torch.cat(y, 1)): 将拼接后的张量通过第二个卷积层 cv2,输出通道数为 c2。

总结

C2f 模块通过以下步骤实现高效的特征提取和融合:

初始卷积:将输入通道数 c1 转换为 2 * self.c。

特征分割:将输出张量分成两部分,每部分的通道数为 self.c。

Bottleneck 模块:将每个 Bottleneck 模块的输出依次添加到特征列表中。

特征拼接:将所有特征沿着通道维度拼接在一起。

最终卷积:将拼接后的特征通过第二个卷积层,输出通道数为 c2。

相关推荐
正在走向自律42 分钟前
Trae上手指南:AI编程从0到1的奇妙跃迁
人工智能
MILI元宇宙1 小时前
DeepSeek R1开源模型的技术突破与AI产业格局的重构
人工智能·重构·开源
AndrewHZ1 小时前
【图像处理入门】2. Python中OpenCV与Matplotlib的图像操作指南
图像处理·python·opencv·计算机视觉·matplotlib·图像操作
江苏泊苏系统集成有限公司2 小时前
半导体晶圆制造洁净厂房的微振控制方案-江苏泊苏系统集成有限公司
人工智能·深度学习·目标检测·机器学习·创业创新·制造·远程工作
猿小猴子3 小时前
主流 AI IDE 之一的 Windsurf 介绍
ide·人工智能
智联视频超融合平台3 小时前
无人机+AI视频联网:精准狙击,让‘罪恶之花’无处藏身
人工智能·网络协议·安全·系统安全·音视频·无人机
AiTEN_Robotics4 小时前
智能仓储落地:机器人如何通过自动化减少仓库操作失误?
人工智能·机器人·自动化
江湖有缘4 小时前
华为云Flexus+DeepSeek征文 | 初探华为云ModelArts Studio:部署DeepSeek-V3/R1商用服务的详细步骤
人工智能·华为云·modelarts
Vizio<4 小时前
基于FashionMnist数据集的自监督学习(生成式自监督学习AE算法)
人工智能·笔记·深度学习·神经网络·自监督学习
梅一一5 小时前
5款AI对决:Gemini学术封神,但日常办公我选它
大数据·人工智能·数据可视化