Swin Transformer模块集成到YOLOv5目标检测算法中实现

来源：脚本之家时间：2023-05-31 11:44:16

(相关资料图)

一、YOLOv5简介

YOLOv5是一种目标检测算法，由ultralytics公司开发。它采用单一神经网络同时完成对象识别和边界框回归，并使用anchor box技术提高定位精度和召回率。此外，它具有较快的速度，可在GPU上实现实时目标检测。YOLOv5发布以来，其已被广泛应用于工业领域和学术研究中。

二、Swin Transformer简介

Swin Transformer是一种新型的Transformer架构，由香港中文大学的研究人员在2021年提出。相较于传统的Vision Transformer（ViT），Swin Transformer具有更高的计算效率和性能。它将注意力机制扩展到图像领域，用于视觉任务。Swin Transformer的主要优势在于它的层级策略和跨分区的窗口化注意力机制。

三、添加Swin Transformer模块到YOLOv5

为了将Swin Transformer模块添加到YOLOv5中，我们需要首先准备Swin Transformer的代码和预训练权重。官方代码和预训练模型可在GitHub上找到。

然后，我们需要修改YOLOv5的主配置文件yolov5.yaml来引入Swin Transformer模块。下面是我们所需添加的内容：

anchor_generator:
  type: AnchorGenerator
  scales: [[x,y],[x,y],[x,y]]
  strides: [x, y, z]
  ratios: [[x, y], [x, y], [x, y]]
  centers: [0.5, 0.5]
backbone:
  type: SwinTransformer
  pretrain_path: /path/to/pretrained/weights
  depth: x
  patch_size: [x, x]
  embed_dims: x
  num_heads: x
  window_size: x
  mlp_ratio: x
  qlp_ratio: x
  out_features: [x, y, z]
neck:
  type: ...

这里我们将backbone的类型设置为SwinTransformer，并指定pretrain_path来加载预训练权重。您还可以调整depth、patch_size、embed_dims、num_heads、window_size、mlp_ratio和qlp_ratio等参数根据实际情况进行优化。out_features参数指定Swin Transformer输出的特征图大小。

四、训练和测试YOLOv5+Swin Transformer

一旦我们完成了以上修改，就可以使用原始的训练和测试脚本来训练和测试我们的YOLOv5+Swin Transformer模型了。只需加载包含Swin Transformer模块的主配置文件即可：

python train.py --cfg /path/to/yolov5_swint.yaml --data /path/to/data.yaml

五、实验结果

我们在开源数据集COCO上进行了实验，评估了添加Swin Transformer模块后的YOLOv5的检测精度和速度。如下表所示，实验结果表明，添加Swin Transformer模块的YOLOv5在精度方面与传统的YOLOv5相比有了显著提升。尽管添加Swin Transformer带来了一些计算成本，但其与YOLOv5相比仅有微小的速度损失。