【yolo系列:YOLOV7改进-添加EIOU,SIOU,AlphaIOU,FocalEIOU.】

yolo系列文章目录


在YoloV7中添加EIoU,SIoU,AlphaIoU,FocalEIoU,Wise-IoU.
2023-2-7 更新 yolov7添加Wise-IoUB站链接

重磅!!!!! YOLO系列模型改进损失函数

文章目录

  • yolo系列文章目录
  • 一、初始的yolov7损失函数
  • 二、首先在yolov7代码中,找到utils/general.py
  • 三、搜索ComputeLossOTA
  • 总结



一、初始的yolov7损失函数

yolov7中box_iou其默认用的是CIoU,其中代码还带有GIoU,DIoU,文件路径:utils/metrics.py,函数名为:bbox_iou
函数顶部,有GIoU,DIoU,CIoU的bool参数可以选择,如果全部为False的时候,其会返回最普通的Iou,如果其中一个为True的时候,即返回设定为True的那个Iou。

def bbox_iou(box1, box2, xywh=True, GIoU=False, DIoU=False, CIoU=False, eps=1e-7):# Returns Intersection over Union (IoU) of box1(1,4) to box2(n,4)# Get the coordinates of bounding boxesif xywh:  # transform from xywh to xyxy(x1, y1, w1, h1), (x2, y2, w2, h2) = box1.chunk(4, -1), box2.chunk(4, -1)w1_, h1_, w2_, h2_ = w1 / 2, h1 / 2, w2 / 2, h2 / 2b1_x1, b1_x2, b1_y1, b1_y2 = x1 - w1_, x1 + w1_, y1 - h1_, y1 + h1_b2_x1, b2_x2, b2_y1, b2_y2 = x2 - w2_, x2 + w2_, y2 - h2_, y2 + h2_else:  # x1, y1, x2, y2 = box1b1_x1, b1_y1, b1_x2, b1_y2 = box1.chunk(4, -1)b2_x1, b2_y1, b2_x2, b2_y2 = box2.chunk(4, -1)w1, h1 = b1_x2 - b1_x1, (b1_y2 - b1_y1).clamp(eps)w2, h2 = b2_x2 - b2_x1, (b2_y2 - b2_y1).clamp(eps)# Intersection areainter = (b1_x2.minimum(b2_x2) - b1_x1.maximum(b2_x1)).clamp(0) * \(b1_y2.minimum(b2_y2) - b1_y1.maximum(b2_y1)).clamp(0)# Union Areaunion = w1 * h1 + w2 * h2 - inter + eps# IoUiou = inter / unionif CIoU or DIoU or GIoU:cw = b1_x2.maximum(b2_x2) - b1_x1.minimum(b2_x1)  # convex (smallest enclosing box) widthch = b1_y2.maximum(b2_y2) - b1_y1.minimum(b2_y1)  # convex heightif CIoU or DIoU:  # Distance or Complete IoU https://arxiv.org/abs/1911.08287v1c2 = cw ** 2 + ch ** 2 + eps  # convex diagonal squaredrho2 = ((b2_x1 + b2_x2 - b1_x1 - b1_x2) ** 2 + (b2_y1 + b2_y2 - b1_y1 - b1_y2) ** 2) / 4  # center dist ** 2if CIoU:  # https://github.com/Zzh-tju/DIoU-SSD-pytorch/blob/master/utils/box/box_utils.py#L47v = (4 / math.pi ** 2) * (torch.atan(w2 / h2) - torch.atan(w1 / h1)).pow(2)with torch.no_grad():alpha = v / (v - iou + (1 + eps))return iou - (rho2 / c2 + v * alpha)  # CIoUreturn iou - rho2 / c2  # DIoUc_area = cw * ch + eps  # convex areareturn iou - (c_area - union) / c_area  # GIoU https://arxiv.org/pdf/1902.09630.pdfreturn iou  # IoU

那么重点来了,我们怎么在这个函数里面添加EIoU,SIoU,AlphaIoU,FocalEIoU呢?
我们只需要把上面提及到的这个函数替换成以下,代码出自:github链接.

二、首先在yolov7代码中,找到utils/general.py

第344行,替换


def bbox_iou(box1, box2, x1y1x2y2=True, GIoU=False, DIoU=False, CIoU=False, SIoU=False, EIoU=False, WIoU=False, Focal=False, alpha=1, gamma=0.5, scale=False, eps=1e-7):# Returns the IoU of box1 to box2. box1 is 4, box2 is nx4box2 = box2.T# Get the coordinates of bounding boxesif x1y1x2y2:  # x1, y1, x2, y2 = box1b1_x1, b1_y1, b1_x2, b1_y2 = box1[0], box1[1], box1[2], box1[3]b2_x1, b2_y1, b2_x2, b2_y2 = box2[0], box2[1], box2[2], box2[3]else:  # transform from xywh to xyxyb1_x1, b1_x2 = box1[0] - box1[2] / 2, box1[0] + box1[2] / 2b1_y1, b1_y2 = box1[1] - box1[3] / 2, box1[1] + box1[3] / 2b2_x1, b2_x2 = box2[0] - box2[2] / 2, box2[0] + box2[2] / 2b2_y1, b2_y2 = box2[1] - box2[3] / 2, box2[1] + box2[3] / 2# Intersection areainter = (torch.min(b1_x2, b2_x2) - torch.max(b1_x1, b2_x1)).clamp(0) * \(torch.min(b1_y2, b2_y2) - torch.max(b1_y1, b2_y1)).clamp(0)# Union Areaw1, h1 = b1_x2 - b1_x1, b1_y2 - b1_y1 + epsw2, h2 = b2_x2 - b2_x1, b2_y2 - b2_y1 + epsunion = w1 * h1 + w2 * h2 - inter + epsif scale:self = WIoU_Scale(1 - (inter / union))# IoU# iou = inter / union # ori iouiou = torch.pow(inter/(union + eps), alpha) # alpha iouif CIoU or DIoU or GIoU or EIoU or SIoU or WIoU:cw = b1_x2.maximum(b2_x2) - b1_x1.minimum(b2_x1)  # convex (smallest enclosing box) widthch = b1_y2.maximum(b2_y2) - b1_y1.minimum(b2_y1)  # convex heightif CIoU or DIoU or EIoU or SIoU or WIoU:  # Distance or Complete IoU https://arxiv.org/abs/1911.08287v1c2 = (cw ** 2 + ch ** 2) ** alpha + eps  # convex diagonal squaredrho2 = (((b2_x1 + b2_x2 - b1_x1 - b1_x2) ** 2 + (b2_y1 + b2_y2 - b1_y1 - b1_y2) ** 2) / 4) ** alpha  # center dist ** 2if CIoU:  # https://github.com/Zzh-tju/DIoU-SSD-pytorch/blob/master/utils/box/box_utils.py#L47v = (4 / math.pi ** 2) * (torch.atan(w2 / h2) - torch.atan(w1 / h1)).pow(2)with torch.no_grad():alpha_ciou = v / (v - iou + (1 + eps))if Focal:return iou - (rho2 / c2 + torch.pow(v * alpha_ciou + eps, alpha)), torch.pow(inter/(union + eps), gamma)  # Focal_CIoUelse:return iou - (rho2 / c2 + torch.pow(v * alpha_ciou + eps, alpha))  # CIoUelif EIoU:rho_w2 = ((b2_x2 - b2_x1) - (b1_x2 - b1_x1)) ** 2rho_h2 = ((b2_y2 - b2_y1) - (b1_y2 - b1_y1)) ** 2cw2 = torch.pow(cw ** 2 + eps, alpha)ch2 = torch.pow(ch ** 2 + eps, alpha)if Focal:return iou - (rho2 / c2 + rho_w2 / cw2 + rho_h2 / ch2), torch.pow(inter/(union + eps), gamma) # Focal_EIouelse:return iou - (rho2 / c2 + rho_w2 / cw2 + rho_h2 / ch2) # EIouelif SIoU:# SIoU Loss https://arxiv.org/pdf/2205.12740.pdfs_cw = (b2_x1 + b2_x2 - b1_x1 - b1_x2) * 0.5 + epss_ch = (b2_y1 + b2_y2 - b1_y1 - b1_y2) * 0.5 + epssigma = torch.pow(s_cw ** 2 + s_ch ** 2, 0.5)sin_alpha_1 = torch.abs(s_cw) / sigmasin_alpha_2 = torch.abs(s_ch) / sigmathreshold = pow(2, 0.5) / 2sin_alpha = torch.where(sin_alpha_1 > threshold, sin_alpha_2, sin_alpha_1)angle_cost = torch.cos(torch.arcsin(sin_alpha) * 2 - math.pi / 2)rho_x = (s_cw / cw) ** 2rho_y = (s_ch / ch) ** 2gamma = angle_cost - 2distance_cost = 2 - torch.exp(gamma * rho_x) - torch.exp(gamma * rho_y)omiga_w = torch.abs(w1 - w2) / torch.max(w1, w2)omiga_h = torch.abs(h1 - h2) / torch.max(h1, h2)shape_cost = torch.pow(1 - torch.exp(-1 * omiga_w), 4) + torch.pow(1 - torch.exp(-1 * omiga_h), 4)if Focal:return iou - torch.pow(0.5 * (distance_cost + shape_cost) + eps, alpha), torch.pow(inter/(union + eps), gamma) # Focal_SIouelse:return iou - torch.pow(0.5 * (distance_cost + shape_cost) + eps, alpha) # SIouelif WIoU:if Focal:raise RuntimeError("WIoU do not support Focal.")elif scale:return getattr(WIoU_Scale, '_scaled_loss')(self), (1 - iou) * torch.exp((rho2 / c2)), iou # WIoU https://arxiv.org/abs/2301.10051else:return iou, torch.exp((rho2 / c2)) # WIoU v1if Focal:return iou - rho2 / c2, torch.pow(inter/(union + eps), gamma)  # Focal_DIoUelse:return iou - rho2 / c2  # DIoUc_area = cw * ch + eps  # convex areaif Focal:return iou - torch.pow((c_area - union) / c_area + eps, alpha), torch.pow(inter/(union + eps), gamma)  # Focal_GIoU https://arxiv.org/pdf/1902.09630.pdfelse:return iou - torch.pow((c_area - union) / c_area + eps, alpha)  # GIoU https://arxiv.org/pdf/1902.09630.pdfif Focal:return iou, torch.pow(inter/(union + eps), gamma)  # Focal_IoUelse:return iou  # IoU

替换完毕,去utils/loss.py

三、搜索ComputeLossOTA

找到606行

注释lbox += (1.0 - iou).mean()  # iou loss

粘贴以下代码

#lbox += (1.0 - iou).mean()  # iou lossif type(iou) is tuple:lbox += (iou[1].detach() * (1 - iou[0])).mean()iou = iou[0]else:lbox += (1.0 - iou).mean()  # iou loss

在这里插入图片描述
换iou只需要修改

 iou = bbox_iou(pbox.T, selected_tbox, x1y1x2y2=False, EIoU=True,gamma=0.5)  # iou(prediction, target)

默认data下面的hyp.scratch.p5.yaml运行,
在这里插入图片描述
如果修改了运行文件需要看

loss_ota: 1 # use ComputeLossOTA, use 0 for faster training

如果是1去ComputeLossOTA,否则就去ComputeLoss里面按上述修改。
在这里插入图片描述

最后修改参数就在调用bbox_iou中进行修改即可,比如上面的代码就是使用了CIoU,如果你想使用Focal_EIoU那么你可以修改为下:

iou = bbox_iou(pbox, tbox[i], EIoU=True, Focal=True) 

最后希望这篇文章可以帮助到大家,当然这部分对于yolov5也是适用的,因为yolov7的架构跟yolov5是比较类似的,大家可以试着修改一下。
参考博文如下:
YOLOV5改进-添加EIoU,SIoU,AlphaIoU,FocalEIoU,Wise-IoU
YOLO系列模型改进指南

总结

Focal_EIoU思想的应用:Focal_EIoU思想可以用于其他IoU的变种。你可以通过将Focal参数设置为True,启用Focal_EIoU思想。在测试中,除了Focal_SIoU可能出现loss为inf的情况外,其他IoU变种均正常。不过,由于不同数据集可能产生不同结果,建议根据具体情况进行测试。参数设置:gamma参数: Focal_EIoU中的gamma参数通常为0.5,你可以根据需要自行更改。alpha参数: AlphaIoU中的alpha参数,默认为1。设置为1时,效果与正常的IoU相同。如果想使用AlphaIoU的特性,可以将alpha设置为3。你可以根据需要选择是否启用AlphaIoU特性。IoU变种选择:你可以选择任意IoU变种,并将相应的参数设置为True以启用该变种。如果设置了alpha为3,并且将除CIoU之外的其他IoU参数设置为False,那就是AlphaIoU。如果同时将CIoU参数设置为True,那就是AlphaCIoU。具体效果取决于数据集和模型,建议自行测试。AlphaIoU与Focal_EIoU的组合使用:理论上,AlphaIoU和Focal_EIoU没有直接冲突。然而,作者没有详细测试过两者同时使用时的效果。如果你有兴趣,可以自行测试AlphaIoU和Focal_EIoU的组合效果。

请确保在实际应用中充分测试和验证这些方法,以确定最适合你的数据集和模型的配置。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/97627.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

7346-2015 控制电机基本外形结构型式

声明 本文是学习GB-T 7346-2015 控制电机基本外形结构型式.pdf而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们 1 范围 本标准规定了控制电机的机座号、外形及安装尺寸、轴伸型式、出线方式、标记及铭牌。 本标准适用于各类控制电机(以下简称电机),其…

NFT Insider#110:The Sandbox与TB Media Global合作,YGG Web3游戏峰会阵容揭晓

引言:NFT Insider由NFT收藏组织WHALE Members、BeepCrypto出品,浓缩每周NFT新闻,为大家带来关于NFT最全面、最新鲜、最有价值的讯息。每期周报将从NFT市场数据,艺术新闻类,游戏新闻类,虚拟世界类&#xff0…

数据结构面试常问问题--保研及考研复试

前言: Hello大家好,我是Dream。今年保研上岸山东大学人工智能专业 (经验贴),现在将我自己的专业课备考知识点整理出来,分享给大家,希望可以帮助到大家!这是重点知识总结,…

为什么短视频离不开美颜SDK?短视频领域的秘密武器

在当今的社交媒体时代,短视频已经成为了人们获取信息、娱乐和社交的重要方式。无论是抖音、快手,还是Instagram、TikTok,短视频都以其独特的魅力吸引着数亿用户。而在这些短视频的背后,有一款名为“美摄美颜SDK”的秘密武器&#…

软件项目验收测试报告-软件项目验收流程

对甲方而言,项目验收是正式接受项目成果,将项目从建设转为运营。对于乙方来说,则意味着项目的结束,项目资源的释放。 项目验收是项目收尾的重要环节,依据招投标文件、合同对测评相关要求内容、项目章程和项目过程中的…

国庆出游远程实测:ToDesk 、TeamViewer、AnyDesk远程控制软件稳定性

ToDesk 、TeamViewer、AnyDesk远程控制软件稳定性 【前言】【实测软件】【测试环境】【实操体验】1. 软件安装2. 登录速度3. 文件传输4. 操作延迟5. 画面清晰度6. 安全防护 【本文小结】 【前言】 随着科技的不断发展,远程控制软件已成为我们生活中不可或缺的一部分…

7344-2015 交流伺服电动机通用技术条件

声明 本文是学习GB-T 7344-2015 交流伺服电动机通用技术条件.pdf而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们 1 范围 本标准规定了交流伺服电动机的分类、技术要求和试验方法、检验规则、交付准备。 本标准适用于两相交流伺服电动机(以下简称电机…

7321-2017 定形耐火制品试样制备方法

声明 本文是学习GB-T 7321-2017 定形耐火制品试样制备方法.pdf而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们 1 范围 本标准规定了定形耐火制品制样的定义、制样部位的确定原则和试样的制备。 本标准适用于定形耐火制品试样的制备。 2 规范性引用文…

宝塔反代openai官方API接口详细教程,502 Bad Gateway问题解决

一、前言 宝塔反代openai官方API接口详细教程,实现国内使用ChatGPT502 Bad Gateway问题解决, 此方法最简单快捷,没有复杂步骤,不容易出错,即最简单,零代码、零部署的方法。 二、实现前提 一台海外VPS服务…

[补题记录] Atcoder Beginner Contest 297(F)

URL:https://atcoder.jp/contests/abc297 目录 F Problem/题意 Thought/思路 Code/代码 F Problem/题意 给一个 H * W 的矩形,在其中任意放置 K 个点,由这 K 个点构成的最小矩形带来的贡献为该矩形的面积,这 K 个点构成一种…

1.6 IntelliJ IDEA开发工具

前言: ### 1.6 IntelliJ IDEA开发工具笔记 - **背景**: - 使用基础文本编辑器如记事本编写Java代码虽然可行,但存在效率低下且难以调试的问题。 - 集成开发环境 (IDE) 可以有效地提高Java程序的开发效率。 - **常见Java IDE**&#xf…

光伏发电预测(GRU模型,Python代码)

运行效果:光伏发电预测(GRU模型,Python代码)_哔哩哔哩_bilibili 所有库的版本: 1.数据集(连续10年不间断采集三个光伏电站的发电量及天气情况,每隔半个小时采集一次信息,因此&…

NICE-SLAM——论文简析

NICE-SLAM: Neural Implicit Scalable Encoding 现有的神经隐式表征方法会产生过度平滑的场景重建,并且难以扩展到大型场景。这些局限性主要是由于其简单的全连接网络架构没有将局部信息纳入观测。NICE-SLAM通过引入分层场景表示法,纳入了多层次的局部信…

【Kotlin精简】第2章 集合

1 简介 在 Kotlin 中集合主要分为可变集合与只读集合,其中可变集合使用 “Mutable” 前缀 集合类名表示,比如 MutableList、MutableSet、MutableMap 等。而对于只读集合就是和 Java 中集合类名是一致。 Java 中的 List 非 Kotlin 中的 List , 因为 Kot…

GPT系列论文解读:GPT-3

GPT系列 GPT(Generative Pre-trained Transformer)是一系列基于Transformer架构的预训练语言模型,由OpenAI开发。以下是GPT系列的主要模型: GPT:GPT-1是于2018年发布的第一个版本,它使用了12个Transformer…

ChatGPT Vision初体验

本周,OpenAI为其广受欢迎的 ChatGPT 平台发布了一项突破性的补充。除了处理文本之外,ChatGPT 现在还可以处理图像并聊天。 很难夸大这件事的重要性。目前多达70% 的内容是视觉内容而不是书面内容。人们每年会生成数千张照片,而当今许多最大的…

VR模拟鸡胚培养接种实验,打造沉浸式的学习环境

在医学教育领域,传统的鸡胚接种实验一直是教学的重要组成部分。然而,这种实验方法存在一定的局限性,如操作难度大、成本高、安全隐患等。为了解决这些问题,越来越多的教育机构开始尝试引入虚拟现实(VR)技术,以模拟鸡胚…

研发质量管理体系

研发质量管理体系的脉络是怎样的?如何建立适合组织发展的研发质量管理体系?质量管理的核心是什么?一些思考,一些线索,欢迎朋友们一起探讨、碰撞。

vscode 乱码解决

windows 10 系统 vs code 编译运行和调试 C/C_vscode windows编译_雪的期许的博客-CSDN博客 VS Code默认文件编码时UTF-8,这对大多数情况是没有问题的,却偏偏对C/C有问题。如果以UTF-8编码保存C/C代码,那么只能输出英文,另外使用…

我在 NPM 发布了新包: con-colors

链接地址:npmjs.com con-colors 安装依赖 yarn add con-colors使用 导入: import { print } from "con-colors";使用: print.succ("成功的消息"); print.err("失败的消息")例子: import { p…