YOLOv8 AFPN

### YOLOv8 中的自适应特征金字塔网络 (AFPN)

在现代目标检测框架中，特征金字塔网络（FPN）被广泛用于多尺度特征融合。YOLOv8引入了一种新的模块——EVC（Enhanced V-Center），该模块增强了中心化的特征表示能力[^2]。然而，在某些情况下，为了进一步提升模型性能，可以考虑集成自适应特征金字塔网络（Adaptive Feature Pyramid Network, AFPN）。这种架构允许更灵活地处理不同层次的特征。

#### 自适应特征金字塔网络概述

AFPN通过动态调整各层之间的连接权重来优化跨尺度的信息传递路径。具体来说：

- **双向特征传播机制**：不仅支持从低级到高级特征的上采样操作，还实现了反向下采样的过程；
- **全局上下文建模**：利用空间注意力机制捕捉图像中的远程依赖关系；
- **可学习的比例因子**：针对每一个位置分配不同的比例系数，从而更好地平衡局部细节与整体布局的重要性；

这些特性使得AFPN能够在保持较低复杂度的同时显著提高检测精度。

#### 实现步骤说明

对于希望将AFPN应用于YOLOv8的目标检测任务而言，主要涉及以下几个方面的工作：

1. 修改骨干网部分以兼容新加入的组件；
2. 设计并实现具体的AFPN单元及其内部运算逻辑；
3. 调整损失函数配置确保训练稳定收敛；
4. 对超参数进行微调找到最佳组合方案；

以下是Python代码片段展示了如何定义一个基本版本的AFPN类：

import torch.nn as nn


class AdaptiveFeaturePyramidNetwork(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels_list, out_channel=256):
        super().__init__()
        
        self.lateral_convs = nn.ModuleList()
        self.output_convs = nn.ModuleList()

        for ch_in in reversed(in_channels_list):  # 反序遍历输入通道数列表
            lateral_conv = nn.Conv2d(ch_in, out_channel, kernel_size=1)
            output_conv = nn.Conv2d(out_channel, out_channel, kernel_size=3, padding=1)
            
            self.lateral_convs.append(lateral_conv)
            self.output_convs.append(output_conv)

    def forward(self, features):
        results = []
        last_inner = None
        
        for idx, feature in enumerate(reversed(features)):
            inner_lateral = self.lateral_convs[idx](feature)
            
            if last_inner is not None:
                upsample_shape = list(inner_lateral.shape)[2:]
                last_inner = F.interpolate(last_inner, size=upsample_shape, mode='nearest')
                
            last_inner = inner_lateral + (last_inner or 0)
            results.insert(0, self.output_convs[idx](last_inner))
            
        return tuple(results)


def build_afpn(cfg, backbone_output_shapes):
    """构建AFPN实例"""
    afpn = AdaptiveFeaturePyramidNetwork(
        [shape.channels for shape in backbone_output_shapes[::-1]]
    )
    
    return afpn

此段代码提供了一个基础框架，实际应用时还需要根据具体情况做出适当调整和完善。