yolo FPN-PAN

YOLO中的FPN-PAN结构详解
FPN与PAN的概念及其作用
Feature Pyramid Network (FPN) 是一种用于多尺度物体检测的有效架构，通过自底向上的路径增强特征图的质量。FPN能够融合来自不同层次的信息，在多个尺度上提供丰富的语义信息和空间细节[^1]。
Path Aggregation Network (PAN) 则是对FPN的一种改进版本，不仅保留了自顶向下(top-down)的通路来获取高层次抽象特征，还增加了额外的一条横向连接(bottom-up)，从而更好地聚合低层的空间位置信息以及高层的类别区分能力。这种双向信息流有助于提升模型对于各种尺寸目标尤其是小物件识别的效果。
PAN的具体实现方式
为了构建更强大的特征金字塔，PAN采用了如下策略：
-Down机制外，新增了一条由浅入深传递细粒度视觉线索的道路；

优化后的Lateral Connections设计：确保每一级节点都能接收到足够的上下文支持；

采用轻量化的卷积操作：减少计算成本的同时保持良好的表达力。

具体到YOLOv4中，PAN模块被用来替代传统的单一尺度特征提取器，使得整个框架可以更加高效地处理跨尺度变化的任务需求。
import torch.nn as nn

class Conv_Bn_Activation(nn.Module):
def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size, stride, activation, bn=True, bias=False):
super().__init__()
pad = (kernel_size - 1) // 2

self.conv = nn.ModuleList()
if bias:
self.conv.append(nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size, stride, pad))
else:
self.conv.append(nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size, stride, pad, bias=False))

if bn:
self.conv.append(nn.BatchNorm2d(out_channels))

self.activation = activation

def forward(self, x):
for l in self.conv:
x = l(x)

if self.activation:
x = self.activation(x)

return x

def make_pans(pan_cfgs, in_channels_list):
mlist = nn.ModuleList()

for i, layer_info in enumerate(pan_cfgs):
module_type = layer_info["type"]
filters = layer_info.get("filters", None)
size = layer_info.get("size", None)
stride = layer_info.get("stride", None)
padding = layer_info.get("padding", None)
repeat = layer_info.get("repeat", 1)

if "convolutional" == module_type:
activatation = nn.LeakyReLU(0.1, inplace=True) if not 'linear' in str(layer_info['activation']) else None

conv = Conv_Bn_Activation(
in_channels=in_channels_list[i],
out_channels=filters,
kernel_size=size,
stride=stride,
activation=activatation,
bn=True,
bias=False
)

mlist.append(conv)

elif "upsample" == module_type:
upsample = nn.Upsample(scale_factor=layer_info['stride'], mode="nearest")
mlist.append(upsample)

# Add more types here...

return mlist
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上述代码展示了如何定义一个基本的Conv_Bn_Activation类来进行标准卷积、批标准化及激活函数的操作组合，并给出了创建PAN所需组件的一部分逻辑示意图。实际应用时还需要根据具体的配置文件(pan_cfgs)完成全部网络搭建过程。