class Detect(nn.Module): stride = None # strides computed during build export = False # onnx export #初始化模型的各个属性，并构建模型的卷积层 def __init__(self, nc=80, anchors=(), ch=()): # detection layer super(Detect, self).__init__() self.nc = nc # 标签的数量 self.no = nc + 5 # 计算输出层的节点数 self.nl = len(anchors) #检测层数 self.na = len(anchors[0]) // 2 #每个检测层的锚点数量 self.grid = [torch.zeros(1)] * self.nl # init grid a = torch.tensor(anchors).float().view(self.nl, -1, 2) self.register_buffer('anchors', a) self.register_buffer('anchor_grid', a.clone().view(self.nl, 1, -1, 1, 1, 2)) self.m = nn.ModuleList(nn.Conv2d(x, self.no * self.na, 1) for x in ch)

这段代码定义了 YOLOv5 目标检测模型中的一个子模块——`Detect`。`Detect` 继承了 PyTorch 中的 `nn.Module` 类，并定义了一些属性，如 `stride`、`export` 以及 `nc`、`no`、`nl`、`na`、`grid`、`anchors`、`anchor_grid` 和 `m`。其中，`nc` 表示标签的数量，`anchors` 是一个元组，表示不同检测层的锚点信息，`ch` 表示输入特征图的通道数。在模块初始化时，该代码会计算出每个检测层的锚点数量（`self.na`）和检测层数（`self.nl`），并将锚点信息转换为 PyTorch 的 `Tensor` 格式（`a`）。此外，该代码还会构造一个 `ModuleList` 对象 `self.m`，其中包含了多个 `nn.Conv2d` 模块，用于对输入特征图进行卷积操作，提取目标检测信息。最终，该模块会输出一个包含目标检测信息的张量，用于后续的目标检测任务。

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class Detect(nn.Module): stride = None # strides computed during build onnx_dynamic = False # ONNX export parameter def init(self, nc=80, anchors=(), ch=(), inplace=True): # detection layer super().init() self.nc = nc # number of classes self.no = nc + 5 # number of outputs per anchor self.nl = len(anchors) # number of detection layers self.na = len(anchors[0]) // 2 # number of anchors self.grid = [torch.zeros(1)] * self.nl # init grid a = torch.tensor(anchors).float().view(self.nl, -1, 2) self.register_buffer('anchors', a) # shape(nl,na,2) self.register_buffer('anchor_grid', a.clone().view(self.nl, 1, -1, 1, 1, 2)) # shape(nl,1,na,1,1,2) self.m = nn.ModuleList(nn.Conv2d(x, self.no * self.na, 1) for x in ch) # output conv self.inplace = inplace # use in-place ops (e.g. slice assignment) def forward(self, x): z = [] # inference output for i in range(self.nl): x[i] = self.mi # conv bs, _, ny, nx = x[i].shape # x(bs,255,20,20) to x(bs,3,20,20,85) x[i] = x[i].view(bs, self.na, self.no, ny, nx).permute(0, 1, 3, 4, 2).contiguous() if not self.training: # inference if self.grid[i].shape[2:4] != x[i].shape[2:4] or self.onnx_dynamic: self.grid[i] = self._make_grid(nx, ny).to(x[i].device) y = x[i].sigmoid() if self.inplace: y[..., 0:2] = (y[..., 0:2] * 2. - 0.5 + self.grid[i]) * self.stride[i] # xy y[..., 2:4] = (y[..., 2:4] * 2) ** 2 * self.anchor_grid[i] # wh else: # for YOLOv5 on AWS Inferentia https://github.com/ultralytics/yolov5/pull/2953 xy = (y[..., 0:2] * 2. - 0.5 + self.grid[i]) * self.stride[i] # xy wh = (y[..., 2:4] * 2) ** 2 * self.anchor_grid[i].view(1, self.na, 1, 1, 2) # wh y = torch.cat((xy, wh, y[..., 4:]), -1) z.append(y.view(bs, -1, self.no)) return x if self.training else (torch.cat(z, 1), x) @staticmethod def _make_grid(nx=20, ny=20): yv, xv = torch.meshgrid([torch.arange(ny), torch.arange(nx)]) return torch.stack((xv, yv), 2).view((1, 1, ny, nx, 2)).float() 基于YOLOv5详细介绍这个程序

这段程序是YOLOv5中的检测层(Detect)的实现代码。下面对其中的关键部分进行详细介绍：

1. 初始化函数 (init)

在初始化函数中，定义了一些模型的参数，如类别数(nc)、anchor框(anchors)、通道数(ch)等。同时，还初始化了一些变量，如anchor框的数量(na)、输出的维度数(no)等。在该函数中，还注册了一些buffer，如anchors、anchor_grid等，用于存储一些不需要训练的参数。

2. 前向传播函数 (forward)

在前向传播函数中，首先将输入的特征图(x)通过一些卷积层(m)进行处理，得到一些预测结果(y)。然后，将预测结果进行reshape操作，得到(bs,3,ny,nx,85)的形式，其中bs为batch size，3为每个像素点对应的anchor框数量，ny和nx为特征图的大小，85为每个anchor框的预测结果，包括4个坐标值、1个置信度值和80个类别概率值。

接着，根据预测的坐标值和anchor框计算出每个目标的边界框，并根据置信度值和类别概率值进行预测。具体来说，对于每个像素点和每个anchor框，根据预测的中心坐标、宽度和高度，计算出对应的边界框。然后，根据预测的置信度值和类别概率值，对每个边界框进行分类，得到最终的目标检测结果。

在推理过程中，为了适应不同大小的输入图像，检测层还支持动态形状的输入输出。此外，为了提高推理速度，该模型还使用了一些技巧，如in-place操作、buffer注册等。

m = self.model[-1] # Detect() if isinstance(m, Detect): s = 128 # 2x min stride m.stride = torch.tensor([s / x.shape[-2] for x in self.forward(torch.zeros(1, ch, s, s))]) # forward m.anchors /= m.stride.view(-1, 1, 1) check_anchor_order(m) self.stride = m.stride self._initialize_biases()

这段代码出现在一个目标检测模型的类中，用于初始化模型的一些参数。首先，通过`self.model[-1]`获取模型的最后一层，判断这层是否为`Detect`类型。如果是，则将`stride`属性设置为一个长度为3的张量，其值为2倍的最小步长（`s=128`）除以输入张量的高度和宽度。然后，将`m.anchors`（anchors是目标检测中用于生成候选框的参考框）除以步长，以便与特征图上的网格对应。接下来，调用`check_anchor_order(m)`检查anchors的顺序是否正确。最后，调用`self._initialize_biases()`初始化模型的偏置项。