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本文使用的YOLOv5版本为v6.1,对YOLOv5-6.x网络结构还不熟悉的同学们,可以移步至:【YOLOv5-6.x】网络模型&源码解析
另外,本文所使用的实验环境为1个GTX 1080 GPU,数据集为VOC2007,超参数为hyp.scratch-low.yaml,训练200个epoch,其他参数均为源码中默认设置的数值。
YOLOv5中修改网络结构的一般步骤:
models/common.py:在common.py文件中,加入要修改的模块代码models/yolo.py:在yolo.py文件内的parse_model函数里添加新模块的名称models/new_model.yaml:在models文件夹下新建模块对应的.yaml文件
[Cite]Ma, Ningning, et al. “Shufflenet v2: Practical guidelines for efficient cnn architecture design.” Proceedings of the European conference on computer vision (ECCV). 2018.
旷视轻量化卷积神经网络Shufflenetv2,通过大量实验提出四条轻量化网络设计准则,对输入输出通道、分组卷积组数、网络碎片化程度、逐元素操作对不同硬件上的速度和内存访问量MAC(Memory Access Cost)的影响进行了详细分析:
针对以上四条准则,作者提出了Shufflenetv2模型,通过Channel Split替代分组卷积,满足四条设计准则,达到了速度和精度的最优权衡。
Shufflenetv2有两个结构:basic unit和unit from spatial down sampling(2×)
Shufflenetv2整体哲学要紧紧向论文中提出的轻量化四大准则靠拢,基本除了准则四之外,都有效的避免了。
为了解决GConv(Group Convolution)导致的不同group之间没有信息交流,只在同一个group内进行特征提取的问题,Shufflenetv2设计了Channel Shuffle操作进行通道重排,跨group信息交流
class ShuffleBlock(nn.Module):
def __init__(self, groups=2):
super(ShuffleBlock, self).__init__()
self.groups = groups
def forward(self, x):
'''Channel shuffle: [N,C,H,W] -> [N,g,C/g,H,W] -> [N,C/g,g,H,W] -> [N,C,H,W]'''
N, C, H, W = x.size()
g = self.groups
return x.view(N, g, C//g, H, W).permute(0, 2, 1, 3, 4).reshape(N, C, H, W)
# ---------------------------- ShuffleBlock start -------------------------------
# 通道重排,跨group信息交流
def channel_shuffle(x, groups):
batchsize, num_channels, height, width = x.data.size()
channels_per_group = num_channels // groups
# reshape
x = x.view(batchsize, groups,
channels_per_group, height, width)
x = torch.transpose(x, 1, 2).contiguous()
# flatten
x = x.view(batchsize, -1, height, width)
return x
class conv_bn_relu_maxpool(nn.Module):
def __init__(self, c1, c2): # ch_in, ch_out
super(conv_bn_relu_maxpool, self).__init__()
self.conv = nn.Sequential(
nn.Conv2d(c1, c2, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False),
nn.BatchNorm2d(c2),
nn.ReLU(inplace=True),
)
self.maxpool = nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1, dilation=1, ceil_mode=False)
def forward(self, x):
return self.maxpool(self.conv(x))
class Shuffle_Block(nn.Module):
def __init__(self, inp, oup, stride):
super(Shuffle_Block, self).__init__()
if not (1 <= stride <= 3):
raise ValueError('illegal stride value')
self.stride = stride
branch_features = oup // 2
assert (self.stride != 1) or (inp == branch_features << 1)
if self.stride > 1:
self.branch1 = nn.Sequential(
self.depthwise_conv(inp, inp, kernel_size=3, stride=self.stride, padding=1),
nn.BatchNorm2d(inp),
nn.Conv2d(inp, branch_features, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(branch_features),
nn.ReLU(inplace=True),
)
self.branch2 = nn.Sequential(
nn.Conv2d(inp if (self.stride > 1) else branch_features,
branch_features, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(branch_features),
nn.ReLU(inplace=True),
self.depthwise_conv(branch_features, branch_features, kernel_size=3, stride=self.stride, padding=1),
nn.BatchNorm2d(branch_features),
nn.Conv2d(branch_features, branch_features, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(branch_features),
nn.ReLU(inplace=True),
)
@staticmethod
def depthwise_conv(i, o, kernel_size, stride=1, padding=0, bias=False):
return nn.Conv2d(i, o, kernel_size, stride, padding, bias=bias, groups=i)
def forward(self, x):
if self.stride == 1:
x1, x2 = x.chunk(2, dim=1) # 按照维度1进行split
out = torch.cat((x1, self.branch2(x2)), dim=1)
else:
out = torch.cat((self.branch1(x), self.branch2(x)), dim=1)
out = channel_shuffle(out, 2)
return out
# ---------------------------- ShuffleBlock end --------------------------------
yolo.py文件修改:在yolo.py的parse_model函数中,加入conv_bn_relu_maxpool, Shuffle_Block两个模块(如下图红框所示)

新建yaml文件:在model文件下新建yolov5-shufflenetv2.yaml文件,复制以下代码即可
# YOLOv5 🚀 by Ultralytics, GPL-3.0 license
# Parameters
nc: 20 # number of classes
depth_multiple: 1.0 # model depth multiple
width_multiple: 1.0 # layer channel multiple
anchors:
- [10,13, 16,30, 33,23] # P3/8
- [30,61, 62,45, 59,119] # P4/16
- [116,90, 156,198, 373,326] # P5/32
# YOLOv5 v6.0 backbone
backbone:
# [from, number, module, args]
# Shuffle_Block: [out, stride]
[[ -1, 1, conv_bn_relu_maxpool, [ 32 ] ], # 0-P2/4
[ -1, 1, Shuffle_Block, [ 128, 2 ] ], # 1-P3/8
[ -1, 3, Shuffle_Block, [ 128, 1 ] ], # 2
[ -1, 1, Shuffle_Block, [ 256, 2 ] ], # 3-P4/16
[ -1, 7, Shuffle_Block, [ 256, 1 ] ], # 4
[ -1, 1, Shuffle_Block, [ 512, 2 ] ], # 5-P5/32
[ -1, 3, Shuffle_Block, [ 512, 1 ] ], # 6
]
# YOLOv5 v6.0 head
head:
[[-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
[-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
[[-1, 4], 1, Concat, [1]], # cat backbone P4
[-1, 1, C3, [256, False]], # 10
[-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
[-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
[[-1, 2], 1, Concat, [1]], # cat backbone P3
[-1, 1, C3, [128, False]], # 14 (P3/8-small)
[-1, 1, Conv, [128, 3, 2]],
[[-1, 11], 1, Concat, [1]], # cat head P4
[-1, 1, C3, [256, False]], # 17 (P4/16-medium)
[-1, 1, Conv, [256, 3, 2]],
[[-1, 7], 1, Concat, [1]], # cat head P5
[-1, 1, C3, [512, False]], # 20 (P5/32-large)
[[14, 17, 20], 1, Detect, [nc, anchors]], # Detect(P3, P4, P5)
]
[Cite]Howard, Andrew, et al. “Searching for mobilenetv3.” Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision. 2019.
MobileNetV3,是谷歌在2019年3月21日提出的轻量化网络架构,在前两个版本的基础上,加入神经网络架构搜索(NAS)和h-swish激活函数,并引入SE通道注意力机制,性能和速度都表现优异,受到学术界和工业界的追捧。
主要特点:
Mobilenetv1提出了深度可分离卷积,就是将普通卷积拆分成为一个深度卷积(Depthwise Convolutional Filters)和一个逐点卷积(Pointwise Convolution):
深度卷积本身没有改变通道的能力,来的是多少通道输出就是多少通道,如果来的通道很少的话,DW深度卷积只能在低维度上工作,这样效果并不会很好,所以我们要“扩张”通道。
既然我们已经知道PW逐点卷积也就是1×1卷积可以用来升维和降维,那就可以在DW深度卷积之前使用PW卷积进行升维(升维倍数为t,t=6),再在一个更高维的空间中进行卷积操作来提取特征,这样不管输入通道数是多少,经过第一个PW逐点卷积升维之后,深度卷积都是在相对的更高6倍维度上进行工作。
Inverted residuals:为了像Resnet一样复用特征,引入了shortcut结构,采用了 1×1 -> 3 ×3 -> 1 × 1 的模式,但是不同点是:
SE通道注意力出自论文:《Squeeze-and-excitation networks.》,主要是探讨了卷积神经网络中信息特征的构造问题,而作者提出了一种称为“Squeeze-Excitation(SE)”的组件:
class SELayer(nn.Module):
def __init__(self, channel, reduction=4):
super(SELayer, self).__init__()
# Squeeze操作
self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1)
# Excitation操作(FC+ReLU+FC+Sigmoid)
self.fc = nn.Sequential(
nn.Linear(channel, channel // reduction),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Linear(channel // reduction, channel),
h_sigmoid()
)
def forward(self, x):
b, c, _, _ = x.size()
y = self.avg_pool(x)
y = y.view(b, c)
y = self.fc(y).view(b, c, 1, 1) # 学习到的每一channel的权重
return x * y
近似操作模拟swish和relu,公式如下:
h _ s w i s h ( x ) = x ∗ R e L U 6 ( x + 3 ) 6 h\_swish(x)=x*\frac{ReLU6(x+3)}{6} h_swish(x)=x∗6ReLU6(x+3)、 h _ s i g m o i d ( x ) = R e L U 6 ( x + 3 ) 6 h\_sigmoid(x)=\frac{ReLU6(x+3)}{6} h_sigmoid(x)=6ReLU6(x+3)
class h_sigmoid(nn.Module):
def __init__(self, inplace=True):
super(h_sigmoid, self).__init__()
self.relu = nn.ReLU6(inplace=inplace)
def forward(self, x):
return self.relu(x + 3) / 6
class h_swish(nn.Module):
def __init__(self, inplace=True):
super(h_swish, self).__init__()
self.sigmoid = h_sigmoid(inplace=inplace)
def forward(self, x):
return x * self.sigmoid(x)
# ---------------------------- MobileBlock start -------------------------------
class h_sigmoid(nn.Module):
def __init__(self, inplace=True):
super(h_sigmoid, self).__init__()
self.relu = nn.ReLU6(inplace=inplace)
def forward(self, x):
return self.relu(x + 3) / 6
class h_swish(nn.Module):
def __init__(self, inplace=True):
super(h_swish, self).__init__()
self.sigmoid = h_sigmoid(inplace=inplace)
def forward(self, x):
return x * self.sigmoid(x)
class SELayer(nn.Module):
def __init__(self, channel, reduction=4):
super(SELayer, self).__init__()
# Squeeze操作
self.avg_pool = nn.AdaptiveAvgPool2d(1)
# Excitation操作(FC+ReLU+FC+Sigmoid)
self.fc = nn.Sequential(
nn.Linear(channel, channel // reduction),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Linear(channel // reduction, channel),
h_sigmoid()
)
def forward(self, x):
b, c, _, _ = x.size()
y = self.avg_pool(x)
y = y.view(b, c)
y = self.fc(y).view(b, c, 1, 1) # 学习到的每一channel的权重
return x * y
class conv_bn_hswish(nn.Module):
"""
This equals to
def conv_3x3_bn(inp, oup, stride):
return nn.Sequential(
nn.Conv2d(inp, oup, 3, stride, 1, bias=False),
nn.BatchNorm2d(oup),
h_swish()
)
"""
def __init__(self, c1, c2, stride):
super(conv_bn_hswish, self).__init__()
self.conv = nn.Conv2d(c1, c2, 3, stride, 1, bias=False)
self.bn = nn.BatchNorm2d(c2)
self.act = h_swish()
def forward(self, x):
return self.act(self.bn(self.conv(x)))
def fuseforward(self, x):
return self.act(self.conv(x))
class MobileNet_Block(nn.Module):
def __init__(self, inp, oup, hidden_dim, kernel_size, stride, use_se, use_hs):
super(MobileNet_Block, self).__init__()
assert stride in [1, 2]
self.identity = stride == 1 and inp == oup
# 输入通道数=扩张通道数 则不进行通道扩张
if inp == hidden_dim:
self.conv = nn.Sequential(
# dw
nn.Conv2d(hidden_dim, hidden_dim, kernel_size, stride, (kernel_size - 1) // 2, groups=hidden_dim,
bias=False),
nn.BatchNorm2d(hidden_dim),
h_swish() if use_hs else nn.ReLU(inplace=True),
# Squeeze-and-Excite
SELayer(hidden_dim) if use_se else nn.Sequential(),
# pw-linear
nn.Conv2d(hidden_dim, oup, 1, 1, 0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(oup),
)
else:
# 否则 先进行通道扩张
self.conv = nn.Sequential(
# pw
nn.Conv2d(inp, hidden_dim, 1, 1, 0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(hidden_dim),
h_swish() if use_hs else nn.ReLU(inplace=True),
# dw
nn.Conv2d(hidden_dim, hidden_dim, kernel_size, stride, (kernel_size - 1) // 2, groups=hidden_dim,
bias=False),
nn.BatchNorm2d(hidden_dim),
# Squeeze-and-Excite
SELayer(hidden_dim) if use_se else nn.Sequential(),
h_swish() if use_hs else nn.ReLU(inplace=True),
# pw-linear
nn.Conv2d(hidden_dim, oup, 1, 1, 0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(oup),
)
def forward(self, x):
y = self.conv(x)
if self.identity:
return x + y
else:
return y
# ---------------------------- MobileBlock end ---------------------------------
yolo.py文件修改:在yolo.py的parse_model函数中,加入h_sigmoid, h_swish, SELayer, conv_bn_hswish, MobileNet_Block五个模块
新建yaml文件:在model文件下新建yolov5-mobilenetv3-small.yaml文件,复制以下代码即可
# YOLOv5 🚀 by Ultralytics, GPL-3.0 license
# Parameters
nc: 20 # number of classes
depth_multiple: 1.0 # model depth multiple
width_multiple: 1.0 # layer channel multiple
anchors:
- [10,13, 16,30, 33,23] # P3/8
- [30,61, 62,45, 59,119] # P4/16
- [116,90, 156,198, 373,326] # P5/32
# YOLOv5 v6.0 backbone
backbone:
# MobileNetV3-small 11层
# [from, number, module, args]
# MobileNet_Block: [out_ch, hidden_ch, kernel_size, stride, use_se, use_hs]
# hidden_ch表示在Inverted residuals中的扩张通道数
# use_se 表示是否使用 SELayer, use_hs 表示使用 h_swish 还是 ReLU
[[-1, 1, conv_bn_hswish, [16, 2]], # 0-p1/2
[-1, 1, MobileNet_Block, [16, 16, 3, 2, 1, 0]], # 1-p2/4
[-1, 1, MobileNet_Block, [24, 72, 3, 2, 0, 0]], # 2-p3/8
[-1, 1, MobileNet_Block, [24, 88, 3, 1, 0, 0]], # 3-p3/8
[-1, 1, MobileNet_Block, [40, 96, 5, 2, 1, 1]], # 4-p4/16
[-1, 1, MobileNet_Block, [40, 240, 5, 1, 1, 1]], # 5-p4/16
[-1, 1, MobileNet_Block, [40, 240, 5, 1, 1, 1]], # 6-p4/16
[-1, 1, MobileNet_Block, [48, 120, 5, 1, 1, 1]], # 7-p4/16
[-1, 1, MobileNet_Block, [48, 144, 5, 1, 1, 1]], # 8-p4/16
[-1, 1, MobileNet_Block, [96, 288, 5, 2, 1, 1]], # 9-p5/32
[-1, 1, MobileNet_Block, [96, 576, 5, 1, 1, 1]], # 10-p5/32
[-1, 1, MobileNet_Block, [96, 576, 5, 1, 1, 1]], # 11-p5/32
]
# YOLOv5 v6.0 head
head:
[[-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
[-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
[[-1, 8], 1, Concat, [1]], # cat backbone P4
[-1, 1, C3, [256, False]], # 15
[-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
[-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
[[-1, 3], 1, Concat, [1]], # cat backbone P3
[-1, 1, C3, [128, False]], # 19 (P3/8-small)
[-1, 1, Conv, [128, 3, 2]],
[[-1, 16], 1, Concat, [1]], # cat head P4
[-1, 1, C3, [256, False]], # 22 (P4/16-medium)
[-1, 1, Conv, [256, 3, 2]],
[[-1, 12], 1, Concat, [1]], # cat head P5
[-1, 1, C3, [512, False]], # 25 (P5/32-large)
[[19, 22, 25], 1, Detect, [nc, anchors]], # Detect(P3, P4, P5)
]
Han, Kai, et al. “Ghostnet: More features from cheap operations.” Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 2020.
Ghostnet出自华为诺亚方舟实验室,作者发现在传统的深度学习网络中存在着大量冗余,但是对模型的精度至关重要的特征图。这些特征图是由卷积操作得到,又输入到下一个卷积层进行运算,这个过程包含大量的网络参数,消耗了大量的计算资源。
作者考虑到这些feature map层中的冗余信息可能是一个成功模型的重要组成部分,正是因为这些冗余信息才能保证输入数据的全面理解,所以作者在设计轻量化模型的时候并没有试图去除这些冗余feature map,而是尝试使用更低成本的计算量来获取这些冗余feature map。
Ghost卷积部分将传统卷积操作分为两部分:
最终将第一部分作为一份恒等映射(Identity),与第二步的结果进行Concat操作
GhostBottleneck部分有两种结构:
在最新版本的YOLOv5-6.1源码中,作者已经加入了Ghost模块,并在models/hub/文件夹下,给出了yolov5s-ghost.yaml文件,因此直接使用即可。
class GhostConv(nn.Module):
# Ghost Convolution https://github.com/huawei-noah/ghostnet
def __init__(self, c1, c2, k=1, s=1, g=1, act=True): # ch_in, ch_out, kernel, stride, groups
super().__init__()
c_ = c2 // 2 # hidden channels
self.cv1 = Conv(c1, c_, k, s, None, g, act) # 先进行一半卷积 减少计算量
self.cv2 = Conv(c_, c_, 5, 1, None, c_, act) # 再进行逐特征图卷积
def forward(self, x):
y = self.cv1(x)
return torch.cat([y, self.cv2(y)], 1) # 最后将两部分进行concat
class GhostBottleneck(nn.Module):
# Ghost Bottleneck https://github.com/huawei-noah/ghostnet
def __init__(self, c1, c2, k=3, s=1): # ch_in, ch_out, kernel, stride
super().__init__()
c_ = c2 // 2
self.conv = nn.Sequential(GhostConv(c1, c_, 1, 1), # pw
# dw 当stride=2时 才开启
DWConv(c_, c_, k, s, act=False) if s == 2 else nn.Identity(),
GhostConv(c_, c2, 1, 1, act=False)) # pw-linear
self.shortcut = nn.Sequential(DWConv(c1, c1, k, s, act=False),
Conv(c1, c2, 1, 1, act=False)) if s == 2 else nn.Identity()
def forward(self, x):
return self.conv(x) + self.shortcut(x) # Add(Element-Wise操作)
class C3Ghost(C3):
# C3 module with GhostBottleneck()
def __init__(self, c1, c2, n=1, shortcut=True, g=1, e=0.5):
super().__init__(c1, c2, n, shortcut, g, e) # 引入C3(父类)的属性
c_ = int(c2 * e) # hidden channels
self.m = nn.Sequential(*(GhostBottleneck(c_, c_) for _ in range(n)))
【精读AI论文】旷视轻量化网络ShuffleNet V2-算法精讲
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我正在使用这个:4.times{|i|assert_not_equal("content#{i+2}".constantize,object.first_content)}我之前声明过局部变量content1content2content3content4content5我得到的错误NameError:wrongconstantnamecontent2这个错误是什么意思?我很确定我想要content2=\ 最佳答案 你必须用一个大字母来调用ruby常量:Content2而不是content2。Aconstantnamestart
很难说出这里要问什么。这个问题模棱两可、含糊不清、不完整、过于宽泛或夸夸其谈,无法以目前的形式得到合理的回答。如需帮助澄清此问题以便重新打开,visitthehelpcenter.关闭9年前。我需要从基于ruby的应用程序使用AmazonSimpleNotificationService,但不知道从哪里开始。您对从哪里开始有什么建议吗?
我有一个基本的Rails应用程序测试,其中包含一个用回形针处理的照片字段的用户模型。我创建了能够创建/编辑用户的View,并且照片上传工作正常。Editinguseruser_path(@user),:html=>{:method=>"put",:multipart=>true}do|f|%>|然后,我想将SWFUpload集成到我的应用程序中。我试着按照这个tutorial并运行testproject没有任何成功:浏览按钮不会打开文件对话框,并抛出错误#2176,这是关于selectFiles()方法的。首先,问题是Flashv.10与项目中包含的旧版本SWFUpload(2.1.0
我正在尝试使Authlogic和FacebookConnect(使用Facebook)发挥良好的作用,以便您可以通过正常注册方式或使用Facebookconnect创建帐户。我已经能够让连接以一种方式工作,但注销只会在facebook而不是我的网站上注销,我必须删除cookie才能使其正常工作。任何帮助都会很棒,谢谢! 最佳答案 这是我使用FacebookConnect扩展、authlogic和OpenID制作的示例应用程序。它仍然需要一些工作,但它确实起作用了。http://big-glow-mama.heroku.com/htt
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