SimAM：无参数Attention助力分类/检测/分割涨点！！！

（一）前言介绍

论文题目：SimAM: A Simple, Parameter-Free Attention Module for Convolutional Neural Networks

论文地址：http://proceedings.mlr.press/v139/yang21o/yang21o.pdf

源代码：https://github.com/ZjjConan/SimAM

1.摘要

本文提出一种概念简单且非常有效的注意力模块。不同于现有的通道/空域注意力模块，该模块无需额外参数为特征图推导出3D注意力权值。具体来说，基于著名的神经科学理论提出优化能量函数以挖掘神经元的重要性。进一步针对该能量函数推导出一种快速解析解并表明：该解析解仅需不超过10行代码即可实现。该模块的另一个优势在于：大部分操作均基于所定义的能量函数选择，避免了过多的结构调整。最后在不同的任务上对所提注意力模块的有效性、灵活性进行验证。

2.不同注意力步骤比较

（二）相关实验

对比其他注意力模型，+SimAM注意力后均表现出优秀的检测效果！！！

上表给出了ImageNet数据集上不同注意力机制的性能对比，从中可以看到：

1.所有注意力模块均可以提升基线模型的性能；

2.所提SimAM在ResNet18与ResNet101基线上取得了最佳性能提升；

3.对于ResNet34、ResNet50、ResNeXt50、MobileNetV2，所提SimAM仍可取得与其他注意力相当性能；

4.值得一提的是，所提SimAM并不会引入额外的参数；

5.在推理速度方面，所提SimAM与SE、ECA相当，优于CBAM、SRM。

（三）YOLOv5结合无参注意力SimAM

1.配置.yaml文件

添加方法灵活多变，和CBAM等注意力一样，Backbone或者Neck都可。

2.配置common.py

复制粘贴SimAM相关代码

class SimAM_Moudle(torch.nn.Module):
    def __init__(self, channels = None, e_lambda = 1e-4):
        super(SimAM_Moudle, self).__init__()

        self.activaton = nn.Sigmoid()
        self.e_lambda = e_lambda

    def __repr__(self):
        s = self.__class__.__name__ + '('
        s += ('lambda=%f)' % self.e_lambda)
        return s

    @staticmethod
    def get_module_name():
        return "simam"

    def forward(self, x):

        b, c, h, w = x.size()
        
        n = w * h - 1

        x_minus_mu_square = (x - x.mean(dim=[2,3], keepdim=True)).pow(2)
        y = x_minus_mu_square / (4 * (x_minus_mu_square.sum(dim=[2,3], keepdim=True) / n + self.e_lambda)) + 0.5

        return x * self.activaton(y)