一、本文介绍
本文记录的是基于NAM模块的YOLOv11目标检测改进方法研究。 许多先前的研究专注于通过注意力操作捕获显著特征，但缺乏对权重贡献因素的考虑，而这些因素能够进一步抑制不重要的通道或像素。而本文利用NAM改进YOLOv11，==通过权重的贡献因素来改进注意力机制，提高模型精度。==
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
专栏地址：YOLOv11改进专栏——以发表论文的角度，快速准确的找到有效涨点的创新点！
二、NAM介绍
NAM: Normalization-based Attention Module
NAM（Normalization - based Attention Module）注意力模块的设计的原理和优势如下：
2.1 NAM设计原理
NAM采用了来自CBAM（Convolutional Block Attention Module）的模块集成方式，并重新设计了通道和空间注意力子模块。- 在通道注意力子模块中，使用了批归一化（Batch Normalization，BN）的缩放因子来衡量通道的方差，并表示其重要性。具体公式为：$B{out } = BN(B{in}) = \gamma \frac{B{in} - \mu{\mathcal{B}}}{\sqrt{\sigma{\mathcal{B}}^{2} + \epsilon}} + \beta$，其中$\mu{B}$和$\sigma{B}$分别是小批量$B$的均值和标准差；$\gamma$和$\beta$是可训练的仿射变换参数（缩放和平移）。通道注意力子模块的输出特征$M{c}$表示为：$M{c} = sigmoid(W{\gamma}(BN(F{1})))$，其中$\gamma$是每个通道的缩放因子，权重$W{\gamma}$通过$W{\gamma} = \gamma{i} / \sum{j = 0} \gamma{j}$获得。
- 在空间维度上也应用了BN的缩放因子来测量像素的重要性，称为像素归一化。相应的空间注意力子模块的输出$M{s}$表示为：$M{s} = sigmoid(W{\lambda}(BN{s}(F{2})))$，其中$X$是缩放因子，权重$W{\lambda}$通过$W{\lambda} = \lambda{i} / \sum{j = 0} \lambda{j}$获得。
- 为了抑制不太显著的权重，在损失函数中添加了一个正则化项，具体公式为：$Loss = \sum{(x, y)} l(f(x, W), y) + p \sum g(\gamma) + p \sum g(\lambda)$，其中$x$表示输入，$y$是输出，$W$代表网络权重，$l(\cdot)$是损失函数，$g(-)$是$l{1}$范数惩罚函数，$p$是平衡$g(\gamma)$和$g(\lambda)$的惩罚项。
2.2 优势
- 通过抑制不太显著的特征，
NAM更高效。 - 与其他三种注意力机制（SE、BAM、CBAM）在ResNet和MobileNet上的比较表明，
NAM在单独使用通道或空间注意力时，性能优于其他四种注意力机制；在结合通道和空间注意力时，在具有相似计算复杂度的情况下，性能也更优。 - 与CBAM相比，
NAM在通道注意力模块中显著减少了参数数量，在空间注意力模块中参数增加不显著，总体上参数更少。
论文：https://arxiv.org/pdf/2111.12419
源码：https://github.com/Christian-lyc/NAM
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：
