写一个pytorch框架下输入(64,3,128,128)的带CBAM的VIT五分类网络

时间: 2024-05-29 16:12:22 浏览: 136
import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class ConvBlock(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size, stride): super(ConvBlock, self).__init__() self.conv = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size, stride, padding=kernel_size//2) self.bn = nn.BatchNorm2d(out_channels) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) def forward(self, x): x = self.conv(x) x = self.bn(x) x = self.relu(x) return x class SEBlock(nn.Module): def __init__(self, channels, reduction=16): super(SEBlock, self).__init__() self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1) self.fc1 = nn.Conv2d(channels, channels // reduction, kernel_size=1) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.fc2 = nn.Conv2d(channels // reduction, channels, kernel_size=1) self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): y = self.avg_pool(x) y = self.fc1(y) y = self.relu(y) y = self.fc2(y) y = self.sigmoid(y) return x * y class CBAMBlock(nn.Module): def __init__(self, channels, reduction=16): super(CBAMBlock, self).__init__() self.se = SEBlock(channels, reduction) self.conv = nn.Conv2d(channels, channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn = nn.BatchNorm2d(channels) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1) self.max_pool = nn.AdaptiveMaxPool2d(1) self.fc = nn.Sequential( nn.Conv2d(channels, channels//2, kernel_size=1, stride=1, padding=0), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(channels//2, channels, kernel_size=1, stride=1, padding=0), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): y = self.se(x) w = self.avg_pool(y) + self.max_pool(y) w = self.fc(w) y = x * w y = self.conv(y) y = self.bn(y) y = self.relu(y) return y class MLP(nn.Module): def __init__(self, in_features, hidden_features=None, out_features=None): super(MLP, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(in_features, hidden_features) self.act = nn.GELU() self.fc2 = nn.Linear(hidden_features, out_features) def forward(self, x): x = self.fc1(x) x = self.act(x) x = self.fc2(x) return x class PatchEmbedding(nn.Module): def __init__(self, img_size=128, patch_size=16, in_chans=3, embed_dim=768): super(PatchEmbedding, self).__init__() self.img_size = img_size self.patch_size = patch_size self.n_patches = (img_size // patch_size) ** 2 self.proj = nn.Conv2d(in_chans, embed_dim, kernel_size=patch_size, stride=patch_size) def forward(self, x): x = self.proj(x) # (B, E, n_patchs, n_patchs) x = x.flatten(2) # (B, E, n_patches) x = x.transpose(1, 2) # (B, n_patches, E) return x class Attention(nn.Module): def __init__(self, dim, num_heads=8, qkv_bias=True, attn_drop=0., proj_drop=0.): super(Attention, self).__init__() self.num_heads = num_heads head_dim = dim // num_heads self.scale = head_dim ** -0.5 self.qkv = nn.Linear(dim, dim*3, bias=qkv_bias) self.attn_drop = nn.Dropout(attn_drop) self.proj = nn.Linear(dim, dim) self.proj_drop = nn.Dropout(proj_drop) def forward(self, x): B, n, C = x.shape qkv = self.qkv(x).reshape(B, n, 3, self.num_heads, C // self.num_heads).permute(2, 0, 3, 1, 4) # make torchscript happy (cannot use tensor as tuple) q, k, v = qkv[0], qkv[1], qkv[2] attn = (q @ k.transpose(-2, -1)) * self.scale attn = attn.softmax(dim=-1) attn = self.attn_drop(attn) x = (attn @ v).transpose(1, 2).reshape(B, n, C) x = self.proj(x) x = self.proj_drop(x) return x class Block(nn.Module): def __init__(self, dim, num_heads, mlp_ratio=4., qkv_bias=True, drop=0., attn_drop=0., drop_path=0.): super(Block, self).__init__() self.norm1 = nn.LayerNorm(dim) self.attn = Attention( dim, num_heads=num_heads, qkv_bias=qkv_bias, attn_drop=attn_drop, proj_drop=drop) self.drop_path = nn.Dropout(drop_path) if drop_path > 0. else nn.Identity() self.norm2 = nn.LayerNorm(dim) mlp_hidden_dim = int(dim * mlp_ratio) self.mlp = nn.Sequential( nn.Linear(dim, mlp_hidden_dim), nn.GELU(), nn.Dropout(drop), nn.Linear(mlp_hidden_dim, dim), nn.Dropout(drop), ) def forward(self, x): x = x + self.drop_path(self.attn(self.norm1(x))) x = x + self.drop_path(self.mlp(self.norm2(x))) return x class VisionTransformer(nn.Module): def __init__(self, img_size=128, patch_size=16, in_chans=3, num_classes=5, embed_dim=768, depth=12, num_heads=12, mlp_ratio=4., qkv_bias=True, drop_rate=0., attn_drop_rate=0., drop_path_rate=0.): super(VisionTransformer, self).__init__() self.num_classes = num_classes self.patch_embed = PatchEmbedding(img_size=img_size, patch_size=patch_size, in_chans=in_chans, embed_dim=embed_dim) num_patches = self.patch_embed.n_patches self.pos_embed = nn.Parameter(torch.zeros(1, num_patches, embed_dim)) self.cls_token = nn.Parameter(torch.zeros(1, 1, embed_dim)) self.drop = nn.Dropout(drop_rate) self.blocks = nn.ModuleList([ Block( dim=embed_dim, num_heads=num_heads, mlp_ratio=mlp_ratio, qkv_bias=qkv_bias, drop=drop_rate, attn_drop=attn_drop_rate, drop_path=drop_path_rate) for i in range(depth)]) self.norm = nn.LayerNorm(embed_dim) self.fc = nn.Linear(embed_dim, num_classes) trunc_normal_(self.pos_embed, std=.02) trunc_normal_(self.cls_token, std=.02) self.apply(self._init_weights) def _init_weights(self, m): if isinstance(m, nn.Linear): trunc_normal_(m.weight, std=.02) if isinstance(m, nn.Linear) and m.bias is not None: nn.init.constant_(m.bias, 0) elif isinstance(m, nn.LayerNorm): nn.init.constant_(m.bias, 0) nn.init.constant_(m.weight, 1.0) def forward(self, x): B = x.shape[0] x = self.patch_embed(x) cls_tokens = self.cls_token.expand(B, -1, -1) x = torch.cat((cls_tokens, x), dim=1) x = x + self.pos_embed x = self.drop(x) for block in self.blocks: x = block(x) x = self.norm(x) cls_tokens = x[:, 0] x = self.fc(cls_tokens) return x def trunc_normal_(tensor, mean=0., std=1.): tensor.normal_().fmod_(2).mul_(std).add_(mean) # not a perfect approximation model = VisionTransformer().cuda() x = torch.randn(64, 3, 128, 128).cuda() output = model(x) print(output.shape)
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