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磐创AI分享
来源 | 量子位(QbitAI)
编辑 | Pine、发自、凹非寺
前脚美团刚发布YOLOv6, YOLO官方团队又放出新版本。
曾参与YOLO项目维护的大神Alexey Bochkovskiy在推特上声称:
官方版YOLOv7比以下版本的精度和速度都要好。
在论文中,团队详细对比了YOLOv7和其他变体的性能对比,并介绍v7版本的新变化。
话不多说,YOLOv7有多强一起来看实验结果。
ntent="t"> 速度、精度都超越其他变体
论文中,实验以之前版本的YOLO和最先进的目标检测模型作为基准。
表格是YOLOv7模型在相同的参数设置下与其他版本的比较:
数据标绿代表性能相较于之前版本有所提升,参数量和计算量相较于之前版本,大部分均有所减少,AP也有所提升。
即使在云GPU模型上,最新模型仍可以保持较高的AP,与此同时计算量和参数量相较于之前模型也均有所下降。
YOLOv7可以很好地平衡速度与精度。
与现有的通用GPU和移动GPU的目标检测模型进行比较:
YOLOv7在速度 (FPS) 和精度 (AP) 均超过其他目标检测模型。
比如,在输入分辨率为1280时,将YOLOv7与YOLOR进行比较,YOLOv7-W6的推理速度比YOLOR-P6快8fps,检测率也提高了1%AP。
ntent="t"> 性能是怎么提升的?
改进实时目标检测模型的性能,往往要从以下几点入手:
1、更快更强的网络架构; 2、更有效的特征集成方法; 3、更准确的检测方法; 4、更精确的损失函数; 5、更有效的标签分配方法; 6、更有效的训练方法。
YOLOv7主要从4、5、6入手设计性能更好的检测模型。
首先 ,YOLOv7扩展了高效长程注意力网络,称为Extended-ELAN (简称E-ELAN) 。
在大规模的ELAN中,无论梯度路径长度和块的数量如何,网络都能达到稳定状态。
但是如果无限地堆叠计算块,这种稳定状态也可能会被破坏,参数利用率也会降低。
E-ELAN对基数 (Cardinality) 做了扩展 (Expand) 、乱序 (Shuffle) 、合并 (Merge cardinality) ,能在不破坏原始梯度路径的情况下,提高网络的学习能力。
在架构方面,E-ELAN只改变了计算块中的体系结构,没有改变过渡层的体系结构。
除了保持原来ELAN的设计架构外,E-ELAN还可以引导不同的计算块组来学习更多样化的特性。
而后 ,YOLOv7采用基于级联的 (Concatenation-based) 模型缩放方法。
模型缩放是指调整模型的一些属性,生成不同尺度的模型,以满足不同推理速度的需求。
然而,模型缩放如果应用于基于连接的架构,当扩大或缩小执行深度时,基于连接的翻译层的计算块将减少或增加。
由此可以推断,对于基于 级联 的模型,不能单独分析不同的缩放因子,必须一起考虑。
基于 级联 的模型缩放方法是一个复合模型缩放方法,当缩放一个计算块的深度因子时,同时也要计算该块输出通道的变化。
然后,对过渡层以相同的变化量进行宽度因子缩放,这样就可以保持模型在初始设计时的特性,并保持最优结构。
在论文研究中,作者还设计了有计划的重新参数化卷积 (Planned re-parameterized convolution) 。
RepConv在VGG中有比较优异的性能,但当它直接应用于ResNet、DenseNet或者其他架构时,精度会明显降低。
这是因为RepConv中的直连 (Identity connection) 破坏了ResNet中的残差和DenseNet中的连接。
因此,论文研究中使用没有直连的RepConv (RepConvN) 来设计网络结构。
在YOLOv7的标签分配机制中,需要同时考虑网络预测结果与基准,然后将软标签 (综合考虑,优化之后的标签) 分配到“label assigner”机制。
那么接下来,“软标签要分配给auxiliary head还是lead head呢?”
论文提出了一种新的标签分配法,如下图中的 (d) 、 (e) ,基于 lead head 预测,生成从粗到细的层次标签,分别用于 lead head 和 aux iliary head 的学习。
图(d)让较浅的 aux iliary head 学习 lead head 已经学习到的信息,而输 lead head 则可以更专注于为学习到的残差信息。
而e图中,会生成两组软标签,即粗标签和细标签。 aux iliary head 不如 lead head 学习能力强,因此要重点优化它的召回率,避免丢失掉需要学习的信息。
目前,YOLOv7已官方开源,有兴趣的伙伴可以戳下文链接。
参考链接: [1] https://twitter.com/alexeyab84/status/1544877675004788739 [2] https://arxiv.org/abs/2207.02696 [3] https://github.com/WongKinYiu/yolov7/releases
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