论文笔记:Triplet Network

原论文:DEEP METRIC LEARNING USING TRIPLET NETWORK

Triplet Network

1、四个问题

  1. 要解决什么问题?
    • 实质上,Triplet Network是Siamese Network的一种延伸,要解决的问题与Siamese Network的基本一致。
    • 与Siamese Network一样,适用于解决样本类别很多(或不确定),然而训练数据集的样本数又很少的情况(如人脸识别、人脸验证)。
  2. 用了什么办法解决?
    • 思路:将图像映射到某个特征空间中,其中两幅图像输入CNN得到的特征向量之间的欧式距离即为相似度。
    • 与Siamese Network不同的是,Triplet Network采用三个样本为一组:一个参考样本,一个同类样本,一个异类样本。
    • 在contrastive loss的基础之上构建了一个新的loss函数,就是保持类内和类间距离有一个距离限制(margin)。
  3. 效果如何?
    • 论文比较老了,是15年的,早就不是state-of-the-art的了。
    • 在论文中给出的实验结果中,采用相似的CNN结构,使用triplet network的效果比siamese network好一些。
  4. 还存在什么问题?
    • triplet network的训练是通过样本间的对比(类内/类间),而不是以往的通过标签(label)训练,前者相比于后者不一定能取得更好地效果。

2、论文概述

2.1、网络结构

论文笔记:Triplet Network_第1张图片

  • Tripelet Network由3个相同的前馈神经网络(彼此共享参数)组成。
  • 每次输入三个样本,网络会输出两个值:候选样本与同类样本,候选样本与异类样本,在embedding层的特征向量的L2距离。
  • 假设输入为: x x x,候选样本; x − x^- x,异类样本; x + x^+ x+,同类样本。
  • 一句话概括就是,这个网络对 x − x^- x x + x^+ x+相对于 x x x的距离进行了编码。

在这里插入图片描述

2.2、训练

论文笔记:Triplet Network_第2张图片

  • d + d_+ d+ d − d_- d分别是正样本对和负样本对在embedding层特征向量的欧氏距离。为了方便使用概率表示,又将其输入softmax函数,计算公式如上图。
  • 目标是最小化 d + d_+ d+,最大化 d − d_- d,所以等价于令 L o s s ( d + , d − ) → 0 Loss(d_+, d-) \rightarrow 0 Loss(d+,d)0

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