一、本文介绍
本文记录的是利用CGNet中的CG block模块优化YOLOv11的目标检测网络模型。CG block通过局部特征提取器、周围环境提取器、联合特征提取器和全局环境提取器来提取局部特征、周围环境和全局环境信息，充分利用不同层次的信息。本文将其应用到v11中，并进行二次创新，使网络能够更好的处理多类别目标的分类能力。
专栏目录：YOLOv11改进目录一览 | 涉及卷积层、轻量化、注意力、损失函数、Backbone、SPPF、Neck、检测头等全方位改进
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二、CGblock 介绍
CGNet: A Light-Weight Context Guided Network for Semantic Segmentation
2.1 设计出发点
- 受到人类视觉系统依赖上下文信息理解场景的启发。例如人类视觉系统识别黄色区域时，如果只关注该区域本身很难识别，但结合其周围环境（红色区域）以及整个场景的全局环境（紫色区域）就更容易对黄色区域进行分类，
- 所以设计
CG block来充分利用局部特征、周围环境和全局环境以提高准确性。
2.2 原理
1️⃣ 首先通过局部特征提取器$floc()$和周围环境提取器$f_{sur }()$分别学习局部特征和周围环境特征；
2️⃣ 然后由联合特征提取器$f_{j o i}()$获得*联合特征；
3️⃣ 最后利用全局环境提取器$folo()$提取*全局环境来改进联合特征。
2.3 结构
- 如
图(d)所示，CG block由以下部分组成：- 局部特征提取器$floc(*)$: 实例化为
3×3标准卷积层，从8个相邻特征向量中学习局部特征，对应图(a)中的黄色区域。 - 周围环境提取器$f_{sur }(*)$: 实例化为
3×3空洞/扩张卷积层，因为空洞/扩张卷积有较大的感受野能有效学习周围环境，对应图(b)中的红色区域。 - 联合特征提取器$f_{j o i}(*)$: 设计为一个
连接层，后面跟着批量归一化（BN）和参数化ReLU（PReLU）操作符，从$floc()$和$f_{sur }()$的输出中获取联合特征。 - 全局环境提取器$folo(*)$: 实例化为一个
全局平均池化层来聚合对应图(c)中紫色区域的全局环境，后面跟着一个多层感知器进一步提取全局环境，最后通过一个尺度层用提取的全局环境对联合特征进行重新加权。
- 局部特征提取器$floc(*)$: 实例化为
- 此外，
CG block还采用了两种残差连接：- 局部残差学习（LRL）：连接输入和联合特征提取器$f_{j o i}(*)$。
- 全局残差学习（GRL）：连接输入和全局特征提取器$folo()$，*GRL比LRL在促进网络信息流动方面能力更强。
2.4 优势
- 有效利用多种信息：充分利用了
局部特征、周围环境和全局环境，能更好地对物体进行分类，提高分割准确性。 - 残差学习促进训练：采用
残差学习有助于学习高度复杂的特征，并在训练过程中改善梯度反向传播。 - 合理的结构设计：各部分的实例化选择合理，如周围环境提取器采用空洞/扩张卷积层，全局环境提取器采用全局平均池化层和多层感知器的组合等。
论文：https://arxiv.org/pdf/1811.08201.pdf
源码：https://github.com/wutianyiRosun/CGNet
三、实现代码及YOLOv11修改步骤
模块完整介绍、个人总结、实现代码、模块改进、二次创新以及各模型添加步骤参考如下地址：
