yolo系列概述

2024-06-13 1792阅读

yolov1:2015年提出的one-stage目标检测算法,与当时的Fater RCNN(two-stage)共同称为当时最受欢迎的检测模 型。特点为anchor-free:没有anchor的概念,每个cell直接输出bbox。每个cell仅输出2个bbox,每个cell输出向量为 (20+ (4+1)*2),20为20个类,1为bbox概率,4为bbox信息,一张图片最终变为7×7的特征图,一个cell只能预测1个 类,因此定位粗糙,小目标不友好,对重叠物体检测能力差。

yolo系列概述
(图片来源网络,侵删)

yolov2:针对yolov1定位不精准问题,借鉴faster rcnn的anchor-base的概念,并且引入k-means实现anchor的自动配置。

yolov3:划时代意义的目标检测算法,也奠定了目标检测之后的范式,backone+neck+多尺度。yolov3网路结构简单,并且采用多尺度特征图实现不同尺寸目标的检测,速度与精度在当时都是优于其他模型。yolov3采用的是手动配置的 33=9种anchor,anchor的参数设置是通过k-means对标签进行聚类发现的,*3种尺寸,3种长宽比。

yolov4:yolov4发布前有个小插曲,那就是YOLO之父Jeseph Redmon,由于“无法忽视工作带来的负面影响”,公开宣布 隐退。好在有大神接了他的大旗,在yolov3推出快2年的时间,yolov3的改进版v4终于在2020年来了,yolov4开始,可以 认为是一个分割点,更准确地说yolov3是后续模型的分割点。借助paperswithcode的一个精度图,可以看到yolov3在 coco的map是30-40之间,而往后v4-v8已经来到50-60的区间,已经不在一个档次。

        对于yolov4,它对当时深度学习的多种tricks进行了实验,集成到yolov3上进行改进,精度和速度都得到大幅度提升。它 使用了大量tricks,包括WRC、CSP、CmBN、SAT、 Mish activation、Mosaic data augmentation、CutMix、 CmBN、DropBlock regularization 和 CIoU loss、GIoU loss。    

yolov5:在yolov4发布后短短2个月,yolov5横空出世,并且带来了多种大小的模型, nano/s/m/l/x等尺寸,可适用于多 种场景,同时配备高质量的开源代码仓库,短时间内就受到了广泛关注。yolov5数据增强上使用了Mosaic数据增强、自 适应锚框计算、自适应图片缩放(推理时采用最小填充原则,加速推理)、融合新网络模块Focus、CSP结、 FPN+PAN,GIOU_Loss,以及预测框筛选的DIOU_nms。

yolov6:2022年由美团提出的速度更快的检测模型,主打是速度,因此模型特点是backbone与neck的设计都为了适应硬 件的运算,使用了Rep-Pan和EfficientRep块,head部分用了解耦的形式,在训练策略方面采用了anchor-free、 SimOTA标记策略、SIoU盒回归的损失。 

yolov7:在yolov6推出不到半个月,yolov7也发布了,yolov7团队与yolov4团队一致,属于官方YOLO团队(yolov4团队 接过yolo之父Jeseph Redmon的大旗)。yolov7同样从速度方面做了许多优化,例如内存访问成本、I / O比率、 element-wise、激活函数等,以及模型重参数化(re-parameterization)。

yolov8:yolov5的团队——ultralytics打造的集成图像分类、图像分割、目标检测于一体的结构,目前github地址并为采用yolov8而是采用ultralytics。发布2个多月后,论文仍旧未发布,具体优化内容请关注官方github,从代码中观察吧。

yolov9:2024年初,yolov9发布,yolov9从可逆函数角度理论上分析了现有的CNN架构,基于这种分析,YOLOv9作者还设计了PGI和辅助可逆分支,并取得了优秀的结果;YOLOv9用到的PGI解决了深度监督只能用于极深的神经网络架构的问题,因此使得新的轻量级架构才更适合落地;YOLOv9中设计的GELAN仅使用传统卷积,就能实现比基于最先进技术的深度可分卷积设计更高的参数使用率,同时展现出轻量级、快速和精确的巨大优势;基于所提出的PGI和GELAN,YOLOv9在MS COCO数据集上的性能在所有方面都大大超过了现有的实时目标检测器。

yolov10:yolov9发布两个月后,yolov10发布,为了实现整体效率 - 准确率驱动的模型设计,研究团队从效率、准确率两方面分别提出改进方法。为了提高效率,该研究提出了轻量级分类 head、空间通道(spatial-channel)解耦下采样和排序指导的块设计,以减少明显的计算冗余并实现更高效的架构。为了提高准确率,研究团队探索了大核卷积并提出了有效的部分自注意力(partial self-attention,PSA)模块来增强模型能力,在低成本下挖掘性能改进的潜力。基于这些方法,该团队成功实现了一系列不同规模的实时端到端检测器,即 YOLOv10-N / S / M / B / L / X。

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