FasterNet代码阅读

FasterNet 类参数初始化

将图像切分为非重叠的图像块

PatchEmbed 类

将图像分解为非重叠的图像块有以下几个好处：

1. 缩小计算量：对于大尺寸的图像，直接对整个图像进行处理可能会导致计算和内存消耗过大。将图像切分为小块可以降低计算量，使得处理更加高效。

2. 提取局部特征：图像块相对于整个图像来说更加局部化，每个图像块中的特征更加集中于该块所对应的局部区域。这有助于模型更好地捕捉图像中的局部信息和细节。

3. 支持变尺寸输入：通过将图像切分为块，并对每个块进行嵌入，可以处理不同尺寸的输入图像，而不需要对整个图像进行大小调整。

4. 支持并行处理：将图像分割为块后，可以并行地对每个块进行处理，从而加速计算过程。这对于在硬件加速器（如GPU ）上进行高效推断和训练非常有用。

总之，将图像分解为非重叠的图像块并进行特征嵌入是为了提高计算效率、捕捉局部特征、支持变尺寸输入和实现并行处理，从而更好地应对图像分析任务的需求。

dpr

这个列表中的每个值代表了在不同层级的网络中应用 DropPath 操作的概率。 DropPath 是一种正则化技术，用于在训练过程中随机丢弃网络中的一些连接，以减少过拟合。通过在不同层级使用不同的DropPath 概率，可以在训练过程中控制不同层级的模型复杂度，从而增强模型的鲁棒性和泛化能力。 需要注意的是， torch.linspace 函数生成的数列是一个包含浮点数的张量，通过 x.item() 将每个张量元素转换为 Python 标量值

构建 FasterNet 的多个阶段

BasicStage 类

class BasicStage(nn.Module):
def __init__(self,
dim,
depth,
n_div,
mlp_ratio,
drop_path,
layer_scale_init_value,
norm_layer,
act_layer,
pconv_fw_type
):
super().__init__()
# 包含多个 MLPBlock 的序列组成的 blocks 层
blocks_list = [
MLPBlock(
dim=dim,
n_div=n_div,
mlp_ratio=mlp_ratio,
drop_path=drop_path[i],
layer_scale_init_value=layer_scale_init_value,
norm_layer=norm_layer,
act_layer=act_layer,
pconv_fw_type=pconv_fw_type
)
for i in range(depth)
]
self.blocks = nn.Sequential(*blocks_list)
def forward(self, x: Tensor) -> Tensor:
x = self.blocks(x)
return x

作用

将多个 MLPBlock 组成一个阶段，每个 MLPBlock 通过前向传播对输入数据进行处理，并将处理结果作为下一个 MLPBlock 的输入。通过堆叠多个 MLPBlock ，可以形成深度的神经网络结构，用于特征提取和信息传递.

MLPBlock 类

MLPBlock 中先将输入特征的维度缩放到 MLP 层的隐藏维度，然后再将隐藏维度缩放回原始维度的操作，有以下几个原因：

1. 提高模型的表达能力：通过将输入特征的维度缩放到较高的隐藏维度，可以增加 MLP 层的参数量和非线性变换的能力，从而提高模型的表达能力。这种缩放操作允许 MLP 层对输入特征进行更复杂的非线性变换，以捕捉更多的特征信息。

2. 引入多尺度特征信息：通过缩放到不同的维度，可以在 MLP 层中引入多尺度的特征信息。输入特征经过缩放到隐藏维度后，隐藏维度的特征在不同尺度上进行了变换。随后再将隐藏维度的特征缩放回原始维度，将不同尺度的特征信息与原始特征进行融合，从而获得更丰富的特征表示。

x = self . blocks ( x ) return x 3. 控制模型复杂度：缩放到隐藏维度后， MLP 层的参数量相对于输入特征维度会增加。然后，再将隐藏维度的特征缩放回原始维度，可以控制 MLP 层的参数量，避免模型过于复杂。这种参数量的控制可以通过调节 MLP 比例 mlp_ratio 来实现，从而灵活地平衡模型的复杂性和性能。总而言之，通过先缩放维度到隐藏层，再缩放回原维度，可以提高模型的表达能力、引入多尺度特征信息，并灵活控制模型复杂度。这种设计可以帮助网络更好地学习和表示输入特征的相关信息。

定义部分卷积模块

Partial_conv3 类

对每一块进行 patch 操作

PatchMerging 类

PatchMerging 类用于将输入特征的补丁进行合并，以减小特征图的空间尺寸，并可选地对合并后的特 征进行归一化处理。这个操作通常在多层级特征提取过程中使用，以控制特征的维度和空间尺寸，适应不同的任务和模型结构。