几种典型的图像分类框架【VGG、】

VGG(Visual Geometry Group)

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卷积神经网络_科研苟Gamber的博客-CSDN博客

VGG是基于AlexNet(上图)进行了一些改进,主要体现在
1.采用了两层3x3的小尺寸卷积核,步长为1,与5x5卷积相比,参数变少了。
2.去掉了LRN(局部归一化层),因此实验发现作用不大。
3.重复使用简单的卷积块堆叠,基础模块为两层或多层卷积加上一层池化。

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 Inception系列

Inception块使用了多分支及不同尺度的卷积核。例如,GoogleNet

Inception V1

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 首次使用了并行的结构,使用多个大小不同的卷积核,可以提取到不同类型的特征,可以获得多尺度的特征,最后再将这些特征拼接起来。如果单纯引入多个尺寸的卷积将引入大量的参数,但是可以进行改进,从而降低了计算成本。具体(在3x3与5x5之前引入1x1卷积,另外池化层之后也使用1x1进行降维):

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 改进前后,参数变化(忽略偏置量):

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 1x1x192x64:深度为192,64个卷积核。同比类推。

Inception V2

V2是针对V1的基础上又进行了改进,将大尺寸的卷积进行分解,减少参数,降低计算复杂度。
具体(将5x5用两个3x3代替)
下面是卷积分解的两种思路:

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其中a就是V2中提到的,而b是用一个1xn和一个nx1的卷积代替nxn的卷积,这种方式是一种横纵方向上的信息解耦,分两次而不是一次性提取特征。

ResNet

残差网络(Residual Network,ResNet)

随着网络的加深,训练集的准确率反而下降了:

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 在训练集以及测试集上,56层的网络比20层的网络效果更差,不是过拟合导致的,而是由于优化困难,这种问题称为,模型退化问题。

ResNet可以解决上述问题,在一个块的输入和输出之间引入一条直接的通路,这条通路称作跳跃连接(skip connection)。如下:

 

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1.前向传播时,将输入与输出的信息相融合,能够更加有效地利用特征;2.反向传播的时候,有一部分梯度通过跳跃反传到输入上,这缓解了梯度消失的问题。而且损失函数的曲面更光滑,训练更容易,得到的模型泛化性能更好。

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有很多模型用到了跳跃连接,比如,DenseNet,Inception-ResNet。

 

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