斯坦福CS231n—深度学习与计算机视觉----学习笔记 课时14&&15

Posted 2020-09-14 草莓鲍鲍

课时14 卷积神经网络详解（上）

CNN处理的是一些数据块，在这之间有很多层，一系列的层将输入数据变换为输出数据，所以完成操作的中间量不仅是NN时候讲的那些向量，而是立体结构，有宽，高和深度，在整个计算过程中要保持这些三维特征。这里的深度指的是一个数据体的第三个维度。

工作流程

我们得到一些数据，作为网络的输入，在CNN中我们有这样的滤波器，假设现在我们只有一个滤波器，这些滤波器空间维度很小，我们用这个滤波器来和输入图像做卷积运算。这里的卷积运算，意思是说滤波器要在这个图像的空域范围内全部位置滑动，而且，在每一个位置滤波器和图像做点乘。滤波器表示为w，把这些滤波器当做你的一堆w，然后你在图像范围内滑动这个滤波器，随着我们滑动滤波器，还要计算w的转置和x的乘积加上b。这里的x是输入数据的一小块区域，大小为滤波器的大小。当滤波器在滑动的时候，最后得到的整个结果，我们叫做激活图。激活图给出了在每个空间位置处滤波器的反应。

课时15 卷积神经网络详解（下）

我们每次做池化层时都扔掉了一小部分信息

在全连接层之前会有深度减少的地方

输入的数据中，边缘的数据可能和中心不太一样

我们不会为滤波器进行特定的初始化

池化层没有参数，只有卷积层有参数

规范化层是一个进行规范化的特殊的层，在2012年之后就不再用到了。

当在做反向传播的时候一定要注意，因为参数是共享的，当你在用滤波器做卷积时，所有的神经元都共享参数。你必须小心，所有的滤波器的梯度都汇总到一个权重。

ZFNet

基于AlexNet构建
conv1的滤波器大小、步长比AlexNet更小，对原始图像做更密集的计算。
conv3、conv4、conv5相比AlexNet有更多的过滤器

VGG NET

VGG并没有在疯狂的架构选择（例如你如何设定过滤器个数，尺寸大小，过滤器的大小等参数）上做非常多的工作，VGG的关键点在于在这个操作你重复了多少次（多少层），最后同样的这组参数设定的网络结构重复层叠至16层

VGG网络有一个非常简单的线性结构

GoogLeNet

最关键的创新点是引入了inception模块，但是它仅仅是inception模块的序列，一个接一个进行排列，他们使用的是inception层而不是卷积层，随后他们使用average pool而非全连接层，所以他们省去了大量的参数，他致力于同时减少对内存和计算量的需求。

必须小心处理增加层数，如果仅仅是简单的去做，他将没有什么用处

ResNet

大致的工作原理是我们有plain net，然后选取一张图片，接着有conv,pool,然后继续conv,conv,conv,conv.在ResNet中，在这些有趣的跳跃连接中，除了这种严格将一个容量转移到下一个容量的传递之外，我们还有这些连接。你可以将很多的信息打包进一个小的容器里。

工作方式：

在一个普通的神经网络中，你有一些函数H（x），想做一些计算，你要转换映射后的值，所以你有一个权重层，你有神经元映射后的值，你要将其转换，等等。在残差网络中，你的输入不是去计算你的变换F（x），而是计算过程中需要加上输入的残差。这个2层的神经网络需要计算的是顶部输入的原始表示，而不是一种与之前x完全没关系的表示，这个就是resent模型。

这一层基本上是由默认的恒等运算，这些建立在顶部的恒等上，他只是让他更好的优化

训练残差网络过程

gpu计算空间是这个的瓶颈