【文章创新点】经典AlexNet、VGGNet、GoogleNet等CNN网络模型创新点介绍

一、AlexNet模型创新点总结如下：

1）使用ReLu作为激活函数，成功解决了Sigmoid的梯度弥散问题

2）训练时加入了Dropout层，防止过拟合情况发生

3）在CNN中使用重叠的最大池化，并提出步长比池化核尺寸要小，这样池化层输出之间有重叠和覆盖，提高了特征的丰富性

4）提出了LRN层，对局部神经元的活动创建竞争机制，，使得其中响应比较大的值变得相对更大，并抑制其他反馈较小的神经元，增强了模型的泛化能力

5）使用CUDA加速深度卷积网络的训练

6）数据增强，随机从256*256图像中截取224*224大小的区域，以及水平翻转，得到（256-224）的平方X2=2048倍的数据量，大大减轻了过拟合，提高泛化能力

二、VGGNet模型创新点总结如下：

1）数据层堆叠，通过2至3个3*3卷积层堆叠来形成5*5和7*7大小的感受野。其中2个3*3的卷积层可以形成5*5大小的感受野，第一参数量更少，比1个7*7的卷积层拥有更少的参数量，只有后者的（3*3*3）/ （7*7）=55%的参数量，拥有更多的非线性变化，3个卷积层可以进行3次非线性变化，而1个卷积层只能1次

2）训练和预测时的技巧，训练时先训练级别A的简单网络，再复用A网络的权重来初始化后面的几个复杂模型，这样训练收敛的速度更快。预测时采用Multi-Scale的方法，同时还再训练时VGGNet也使用了Multi-Scale的方法做数据增强

3）得出LRN层作用不大，越深的网络效果越好。1*1的卷积也是很有效的，但是没有3*3的好，大一些的卷积核可以学习更大的空间特征

三、GoogleNet模型创新点总结如下：

Googlenet参数量更少效果更好。除了因为模型层数加深，表达能力更强，还有两点：1、去除了最后的全连接层，用全局平均池化层（即将图片尺寸变为1*1）来取代它，全连接层几乎占据了AlexNet和VGGNet的90%的参数量，所以去了后不仅减少了参数，而且减轻了过拟合；2、Inception Module提高了参数的利用率。

主要创新点如下：

1）Factorization into small convolution的思想，很有效，可以降低参数量，减轻过拟合，增加网络非线性的表达能力。如：将7*7的卷积拆分成1*7卷积和7*1卷积，比拆分成3个3*3卷积更节约参数，同时比7*7卷积多了一层非线性扩展模型表达能力

2）Inception Module模块，用多个分支提取不同抽象程度的高阶特征的思路很有效，可以丰富网络的表达能力。这些Inception Module的结构只在网络的后便出现，前面还是普通的卷积层

3）卷积网络从输入到输出，应该让图片尺寸逐渐减小，输出通道数逐渐增加，即让空间结构简化，将空间信息转化为高阶抽象的特征信息。

4）去除了最后的全连接层，用1*1卷积来取代，这样大大减少了参数量，并且减轻了过拟合。