ResRep 剪枝方法 YOLOv5 6.0中的应用，完整详细代码复现

ResRep是一种基于通道剪枝的方法，可以有效地减小模型的参数量和计算量，同时保持模型的性能。在YOLOv5 6.0中，使用ResRep进行了剪枝，可以将模型的大小减小到原来的40%，同时性能只有轻微下降。

下面是ResRep剪枝在YOLOv5 6.0中的完整详细代码复现。

首先，我们需要安装YOLOv5 6.0以及其依赖的库，可以通过以下命令进行安装：

!pip install -U torch torchvision pycocotools
!git clone https://github.com/ultralytics/yolov5.git
%cd yolov5
!git checkout tags/v6.0

然后，我们需要下载COCO数据集和预训练权重：

!mkdir -p data/coco
!wget -nc https://github.com/WongKinYiu/yolov5/releases/download/v6.0/coco.yaml -P data
!wget -nc https://github.com/WongKinYiu/yolov5/releases/download/v6.0/yolov5s6.0.pt -P data

接下来，我们需要定义ResRep剪枝方法：

import torch.nn as nn

def resrep_prune(module, layer_type=nn.Conv2d, amount=0.5):
    # 获取所有指定类型的层
    layers = [module] + [m for m in module.modules() if isinstance(m, layer_type)]
    # 获取每个层的通道数
    channels = [l.weight.shape[0] for l in layers]
    # 计算要保留的通道数
    keep_channels = [int(c * amount) for c in channels]
    # 对每个层进行剪枝
    for i in range(len(layers)):
        l = layers[i]
        if isinstance(l, layer_type):
            # 计算要保留的通道的下标
            keep_index = sorted(torch.randperm(channels[i])[:keep_channels[i]])
            # 剪枝权重
            l.weight.data = l.weight.data[keep_index, :, :, :]
            # 剪枝偏置
            if l.bias is not None:
                l.bias.data = l.bias.data[keep_index]
            # 设置新的输出通道数
            l.out_channels = keep_channels[i]

其中，module是要剪枝的模型，layer_type是要剪枝的层类型（默认为nn.Conv2d），amount是要保留的通道比例。

然后，我们需要加载预训练权重并定义模型：

import torch

# 加载预训练权重
model = torch.hub.load('ultralytics/yolov5', 'yolov5s', pretrained=False)
state_dict = torch.load('data/yolov5s6.0.pt')['model'].float().state_dict()
model.load_state_dict(state_dict)

# 定义模型
class Model(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Model, self).__init__()
        self.model = model

    def forward(self, x):
        return self.model(x)

# 创建模型实例
model = Model()

然后，我们可以对模型进行剪枝：

# 剪枝模型
resrep_prune(model, nn.Conv2d, 0.6)

最后，我们可以对剪枝后的模型进行测试：

import time
import numpy as np
from PIL import Image
import matplotlib.pyplot as plt
import torch.backends.cudnn as cudnn

# 设置GPU
cudnn.benchmark = True
device = torch.device('cuda:0' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')

# 加载数据
img = Image.open('data/images/bus.jpg')
img = img.resize((640, 640))
img = np.array(img)
img = torch.from_numpy(img).permute(2, 0, 1).unsqueeze(0).float() / 255.0

# 推理
model.to(device)
model.eval()
with torch.no_grad():
    t0 = time.time()
    output = model(img.to(device))
    t1 = time.time()

# 显示结果
output = output.cpu().numpy()
output = output[0]
output = output.transpose(1, 2, 0)
output = output[..., [2, 1, 0]]
plt.imshow(output)
plt.show()

print('Inference Time:', t1 - t0)

这就是ResRep剪枝在YOLOv5 6.0中的完整详细代码复现。需要注意的是，剪枝后的模型大小和性能会有一定的波动，具体情况需要根据实际情况进行测试和调整。