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tensorflow笔记第五讲CNN

目录

  • 引入
  • 卷积
  • 感受野
  • 全零填充
  • tensorflow描述卷积层函数
    • tf.ketas.layers.conv2D
  • 批标准化
  • 池化Pooling
      • tf.keras.layers.MaxPool2D函数
  • 舍弃 Dropout
  • CNN总结
  • Cifar10数据集
  • 搭建卷积网络
  • 经典卷积网络
    • LeNet
    • LeNet核心代码
  • AlexNet
    • AlexNet核心代码
  • VGGNet 2014
  • InceptionNet 2014
    • InceptionNet核心实现
  • ResNet
    • 两个相加维度不同
    • 代码展示
  • 总结

引入

  • 全连接NN参数过多，待优化参数过多容易导致模型过拟合
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卷积

  • 输入特征图的额深度，卷积核的深度，输出特征图的深度
  • 卷积计算相当于图像特征提取的方法
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感受野

  • 感受野数值相同 说明特征提取能力一样，那么选取参数少的。
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全零填充

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  • 零填充可以使得输入特征图和输出特征图的维度相等。
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tensorflow描述卷积层函数

tf.ketas.layers.conv2D

  • 图中的BN表示批处理操作，如果后面接批处理操作的话，就先不激活。
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批标准化

  • 神经网络对0附近的数据更为敏感，随着网络的增加，特征数据会偏离0均值的情况，标准化可以是数据拉回以0为均值，1为标准差，把偏移的特征数据重新拉回到0附近。

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  • 批标准化，使得数值重新拉回到0附近，经过激活后的输出数值更加明显，提升了激活函数对输入数据的区分力。
  • 但是，这种简单的标准化使得特征数据完全满足标准正态分布，集中在激活函数中心的线性区域，使得激活函数丧失了非线性的特性。
  • 因此，在BN操作中为每个卷积核引入了两个可训练参数，在反向传播中也对该参数进行调整，这会优化特征数据分布的宽窄和偏移量，保证了网络的非线性表达力
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  • BN层在卷积层和激活层之间，代码在中间加
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池化Pooling

  • 最大值池化可提取图片纹理
  • 均值池化可保留背景特征
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tf.keras.layers.MaxPool2D函数

  • tf.keras.layers.AveragePooling2D
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舍弃 Dropout

  • 在神经网络训练时，将一部分神经元按照一定概率从神经网络中暂时舍弃。神经网络使用时，被舍弃的神经元回复链接
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CNN总结

  • 其实就是在神经网络之前，加上提取特征的步骤，而这里提取特征的步骤包括卷积、批标准化、激活、池化这几个步骤。
  • 所以 卷积就是特征提取器 就是CBAPD。C是卷积，B是批标准化，A是激活，P是池化，D是舍弃
    tensorflow笔记第五讲CNN_第13张图片tensorflow笔记第五讲CNN_第14张图片

Cifar10数据集

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  • 打印查看数据tensorflow笔记第五讲CNN_第16张图片

搭建卷积网络

  • 按照CBAPD写好，然后调用函数
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经典卷积网络

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LeNet

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LeNet核心代码

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AlexNet

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AlexNet核心代码

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VGGNet 2014

InceptionNet 2014

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InceptionNet核心实现

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  • 精简实现
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ResNet

  • 前面都是单纯堆叠网络层数来提高性能，但是随着网络层数越来越多，错误率反而升高了。所以，作者认为单纯堆叠网络层数会使得网络退化，后边的特征丢失了前边特征的原本模样。
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  • 为防止退化，作者提出了ResNet块，有效缓解了神经网络模型堆叠，
  • 将输入特征恒等映射X和经过卷积非线性之后的F(X)进行对应元素值相加
  • Inception和ResNet的叠加是不一样的
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两个相加维度不同

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代码展示

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总结

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