理解CNN经典架构（七）——SENet

论文： Squeeze-and-Excitation Networks 2017.09
代码: https://github.com/hujie-frank/SENet
论文中用 caffe实现
PyTorch复现版
​ 更多第三方复现版见 README.md文件中 Third-party re-implementations部分

一举获得ILSVRC 2017 classification submission冠军

简介

将卷积层通道数进行权值评分
分为压缩(Squeeze)和激励(Excitation)部分

图示中

$F_{sq}()$代表压缩映射，提取全局特征，Fig2中$r$为压缩比

$F_{ex}()$代表激励，计算出权重值$F_{scale}(,)$，与对应的通道数相乘

SE块不仅可以插入标准网络结构(e.g. VGGNet)，而且可以插入残差网络结构(e.g. ResNet)

实验

超参设置

减少比$r$

考虑到参数数量及模型效果，设置减少比(Reduction ratio)$r$为16

压缩运算

在压缩运算(Squeeze Operator)中，全局平均池化比全局最大池化效果好
使用平均池化更能提取全局特征信息，而最大池化更偏向于局部特征信息

激励运算

在激励运算(Excitation Operator)中，sigmoid激励效果最好
sigmoid在数值映射在[0, 1]范围较强

SE Block插入位置

SE Block插入任意一层都能增强模型效果，
但建议移除Stage_5(占参数总量的4%)，因为增幅效果<0.1% top-5 error on ImageNet
此外我看到SE is not working properly after 4th layer

不建议插入残差块加法运算，其他插入位置效果极为相似。

对比其他模型

完胜，毕竟ILSVRC 2017 classification submission冠军。

理解

SENet对卷积层通道数进行权值评分
1.低层scale相近，共享低层特征(e.g. SE_2_3, SE_3_4)
2.高层scale分离，组合高层特征(e.g. SE_4_6, SE_5_1)
3.最后一层趋近于饱和。SE_5_2 scale 趋近于1，SE_5_3完成分类

小结

SENet对卷积层通道数进行权值评分，可以很好与其他网络(VGG, ResNet)结合

相比于增加模型宽度(WRN中的width, ResNeXt中的cardinality)，深度(depth)，SE Block权重通道值，增加的参数少，增加的计算量小，增强效果好