YOLOV8 FPN
时间: 2025-01-06 18:45:42 浏览: 87
### YOLOv8中的FPN实现细节
在YOLOv8中,特征金字塔网络(Feature Pyramid Network, FPN)用于多尺度特征提取,旨在解决目标检测中小物体检测困难的问题。传统上,YOLO系列模型依赖于单一尺度的特征图进行预测,这可能导致小目标检测性能不佳。
为了改善这一情况,YOLOv8引入了改进版的FPN结构来增强特征融合能力[^1]。具体来说:
#### 1. 基础架构
FPN通过自顶向下的路径和横向连接机制构建多个层次的特征表示。每一层都会接收来自更高级别的下采样特征以及同级别的侧边分支输入,并经过卷积操作后传递给更低级别作为附加信息源。这种设计使得低分辨率高层语义信息能够有效地补充高分辨率浅层空间位置信息。
#### 2. 改进措施
针对原有FPN存在的信息损失和语义偏差问题,提出了SDI多层次特征融合模块,该模块基于UNet v2的思想进行了优化,进一步提升了分割任务的表现力[^2]。此外,还有其他研究者开发出了HS-FPN(Hierarchical Spatial Fusion Feature Pyramid Network),它不仅提高了精度还减少了约一百万参数量,成为当前最先进的解决方案之一[^3]。
#### 3. 应用场景
这些改进后的FPN变体广泛应用于各种计算机视觉任务当中,特别是在处理复杂背景环境下的小尺寸对象识别方面表现出色。例如,在COCO、Pascal VOC等公开数据集测试表明,采用新型FPN结构可以显著提高召回率并减少误报次数。
```python
import torch.nn as nn
class HS_FPN(nn.Module):
def __init__(self, in_channels_list, out_channels):
super(HS_FPN, self).__init__()
# 定义各阶段转换通道数的操作
self.lateral_convs = nn.ModuleList([
nn.Conv2d(in_c, out_channels, kernel_size=1) for in_c in in_channels_list])
# 上采样恢复大小
self.fpn_convs = nn.ModuleList([
nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1)] * len(in_channels_list))
def forward(self, inputs):
laterals = [l_conv(input_) for l_conv, input_ in zip(self.lateral_convs, inputs)]
used_backbone_levels = len(laterals)
# 自顶向下构建特征金字塔
for i in range(used_backbone_levels - 1, 0, -1):
prev_shape = laterals[i - 1].shape[2:]
laterals[i - 1] += nn.functional.interpolate(
laterals[i], size=prev_shape, mode='nearest')
outs = [
self.fpn_convs[i](laterals[i]) for i in range(used_backbone_levels)
]
return tuple(outs)
```
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