CBAM的理解pytorch实现和用法

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选择匿名的用户   2021-6-2 19:10   1777   0

总述:

对于卷积神经网络生成的feature map,CBAM从通道和空间两个维度计算feature map的attention map,然后将attention map与输入的feature map相乘来进行特征的自适应学习。CBAM是一个轻量的通用模块,可以将其融入到各种卷积神经网络中进行端到端的训练。

也就是说由于CBMA模块输入和输出的featuremap大小是一致的,因此可用于网络的各层。

class ChannelAttentionModule(nn.Module):
    def __init__(self, channel, ratio=16):
        super(ChannelAttentionModule, self).__init__()
        #使用自适应池化缩减map的大小,保持通道不变
        self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1)
        self.max_pool = nn.AdaptiveMaxPool2d(1)

        self.shared_MLP = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(channel, channel // ratio, 1, bias=False),
            nn.ReLU(),
            nn.Conv2d(channel // ratio, channel, 1, bias=False)
        )
        self.sigmoid = nn.Sigmoid()

    def forward(self, x):
        avgout = self.shared_MLP(self.avg_pool(x))
        maxout = self.shared_MLP(self.max_pool(x))
        return self.sigmoid(avgout + maxout)

class SpatialAttentionModule(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(SpatialAttentionModule, self).__init__()
        self.conv2d = nn.Conv2d(in_channels=2, out_channels=1, kernel_size=7, stride=1, padding=3)
        self.sigmoid = nn.Sigmoid()

    def forward(self, x):
        #map尺寸不变,缩减通道
        avgout = torch.mean(x, dim=1, keepdim=True)
        maxout, _ = torch.max(x, dim=1, keepdim=True)
        out = torch.cat([avgout, maxout], dim=1)
        out = self.sigmoid(self.conv2d(out))
        return out

class CBAM(nn.Module):
    def __init__(self, channel):
        super(CBAM, self).__init__()
        self.channel_attention = ChannelAttentionModule(channel)
        self.spatial_attention = SpatialAttentionModule()

    def forward(self, x):
        out = self.channel_attention(x) * x
        out = self.spatial_attention(out) * out
        return out

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