Residual Networks <2015 ICCV, ImageNet 图像分类Top1>
本文介绍一下2015 ImageNet中分类任务的冠军——MSRA何凯明团队的Residual Networks。实际上。MSRA是今年Imagenet的大赢家。不单在分类任务,MSRA还用residual networks赢了 ImageNet的detection, localization, 以及COCO数据集上的detection和segmentation, 那本文就简单分析下Residual Networks。
文件夹
————————————
1. Motivation
2. 网络结构
3. 实验结果
4. 重要reference
1. Motivation
作者首先抛出了这个问题, 深度神经网络是不是越深越好。
照我们一般的经验,仅仅要网络不训飞(也就是最早在LSTM中提出的vanishing/exploding problem),并且只是拟合, 那应该是越深越好。
可是有这么个情况,网络加深了, accuracy却下降了,称这样的情况为degradation。例如以下图所看到的(详见[1]):
Cifar-10 上的training/testing error. 网络从20层加到56层。error却上升了。
按理说我们有一个shallow net,在只是拟合的情况下再往深加几层怎么说也不会比shallow的结果差,所以degradation说明不是全部网络都那么easy优化。这篇文章的motivation就是通过“deep residual network“解决degradation问题。
2. 网络结构
Shortcut Connections
事实上本文想法和Highway networks(Jurgen Schmidhuber的文章)很类似, 就连要解决的问题(degradation)都一样。Highway networks一文借用LSTM中gate的概念,除了正常的非线性映射H(x, Wh)外,还设置了一条从x直接到y的通路,以T(x, Wt)作为gate来把握两者之间的权重。例如以下公式所看到的:
y=H(x,WH)⋅T(x,WT)+x⋅(1−T(x,WT))
shortcut原意指捷径。在这里就表示越层连接,就比方上面Highway networks里从x直接到y的连接。
事实上早在googleNet的inception层中就有这样的表示:
Residual Networks一文中,作者将Highway network中的含參加权连接变为固定加权连接。即
y=H(x,WH)⋅WT+x
Residual Learning
至此。我们一直没有提及residual networks中residual的含义。
那这个“残差“指什么呢?我们想:
假设能用几层网络去逼近一个复杂的非线性映射H(x),那么相同能够用这几层网络去逼近它的residual function:F(x)=H(x)−x,但我们“猜想“优化residual mapping要比直接优化H(x)简单。
推荐读者们还是看一下本文最后列出的这篇reference paper。本文中作者说与Highway network相比的优势在于:
| x | Highway Network | Residual Network | 评论 |
|---|---|---|---|
| gate參数 | 有參数变量WT | 没參数,定死的, 方便和没有residual的网络比較 | 算不上优势,參数少又data-independent。结果肯定不会是最优的,文章实验部分也对照了效果,确实是带參数的error更小,可是WT这个变量与解决degradation问题无关 |
| 关门? | 有可能关门(T(x,WT)=0) | 不会关门 | T(x,WT)∈[0,1], 但一般不会为0 |
所以说这个比較还是比較牵强。。anyway。人家讲个故事也是不easy了。
34层 residual network
网络构建思路:基本保持各层complexity不变,也就是哪层down-sampling了,就把filter数*2, 网络太大,此处不贴了,大家看paper去吧。 paper中画了一个34层全卷积网络。 没有了后面的几层fc,难怪说152层的网络比16-19层VGG的计算量还低。
这里再讲下文章中讲实现部分的 tricks:
- 图片resize:短边长random.randint(256,480)
- 裁剪:224*224随机採样,含水平翻转
- 减均值
- 标准颜色扩充[2]
- conv和activation间加batch normalization[3]
帮助解决vanishing/exploding问题 - minibatch-size:256
- learning-rate: 初始0.1, error平了lr就除以10
- weight decay:0.0001
- momentum:0.9
- 没用dropout[3]
事实上看下来都是挺常规的方法。
3. 实验结果
34层与18层网络比較:训练过程中,
34层plain net(不带residual function)比18层plain net的error大
34层residual net(不带residual function)比18层residual net的error小。更比34层plain net小了3.5%(top1)
18层residual net比18层plain net收敛快Residual function的设置:
A)在H(x)与x维度不同一时候。 用0充填补足
B) 在H(x)与x维度不同一时候。 带WT
C)不论什么shortcut都带WT
loss效果: A>B>C
4. 重要reference
[1]. Highway Networks
[2]. ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks
[3]. Batch Normalization
[4]. VGG
Residual Networks <2015 ICCV, ImageNet 图像分类Top1>的更多相关文章
- Residual Networks <2015 ICCV, ImageNet 图像分类Top1>
本文介绍一下2015 ImageNet中分类任务的冠军——MSRA何凯明团队的Residual Networks.实际上,MSRA是今年Imagenet的大赢家,不单在分类任务,MSRA还用resid ...
- 课程四(Convolutional Neural Networks),第二 周(Deep convolutional models: case studies) ——3.Programming assignments : Residual Networks
Residual Networks Welcome to the second assignment of this week! You will learn how to build very de ...
- Re-thinking Deep Residual Networks
本文是对ImageNet 2015的冠军ResNet(Deep Residual Networks)以及目前围绕ResNet这个工作研究者后续所发论文的总结,主要涉及到下面5篇论文. 1. Link: ...
- 残差网络(Residual Networks, ResNets)
1. 什么是残差(residual)? “残差在数理统计中是指实际观察值与估计值(拟合值)之间的差.”“如果回归模型正确的话, 我们可以将残差看作误差的观测值.” 更准确地,假设我们想要找一个 $x$ ...
- Residual Networks
Andrew Ng deeplearning courese-4:Convolutional Neural Network Convolutional Neural Networks: Step by ...
- 深度残差网(deep residual networks)的训练过程
这里介绍一种深度残差网(deep residual networks)的训练过程: 1.通过下面的地址下载基于python的训练代码: https://github.com/dnlcrl/deep-r ...
- 深度学习论文笔记:Deep Residual Networks with Dynamically Weighted Wavelet Coefficients for Fault Diagnosis of Planetary Gearboxes
这篇文章将深度学习算法应用于机械故障诊断,采用了“小波包分解+深度残差网络(ResNet)”的思路,将机械振动信号按照故障类型进行分类. 文章的核心创新点:复杂旋转机械系统的振动信号包含着很多不同频率 ...
- 解析Wide Residual Networks
Wide Residual Networks (WRNs)是2016年被提出的基于扩展通道数学习机制的卷积神经网络.对深度卷积神经网络有了解的应该知道随着网络越深性能越好,但是训练深度卷积神经网络存在 ...
- Convolutional Neural Network-week2编程题2(Residual Networks)
1. Residual Networks(残差网络) 残差网络 就是为了解决深网络的难以训练的问题的. In this assignment, you will: Implement the basi ...
随机推荐
- servletConfig和ServletContext 以及servletContextListener介绍
<servlet> <servlet-name>BeerParamTests</servlet-name> <servlet-class> ...
- COCOS学习笔记--Cocod2dx内存管理(三)-Coco2d-x内存执行原理
通过上两篇博客.我们对Cocos引用计数和Ref类.PoolManager类以及AutoreleasePool类已有所了解,那么接下来就通过举栗子来进一步看看Coco2d-x内存执行原理是如何的. / ...
- CountDownTimer,0,0
@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); s ...
- 0x15 KMP
这个算法本身就不难. poj1961 #include<cstdio> #include<iostream> #include<cstring> #include& ...
- jquery中命名冲突问题
例如用jq代替$符号 var jq = $.noConflict()
- 关于content-type
content-type 包含了表单类型和边界字符串信息. 关于content-type get请求的headers中没有content-type这个字段 post 的 content-type 有两 ...
- ROS-Gazebo-turtlebot3仿真
前言:Gazebo是一款强大的3D仿真器,支持机器人开发所需的机器人.传感器和环境模型,并且通过搭载的物理引擎可以得到逼真的仿真结果.即便Gazebo是一款开源仿真器,却具有高水准的仿真性能,因此在机 ...
- BZOJ 1806 DP
思路: f[i][a][b][c][d] 表示在第i天 昨天1矿吃的是a 前天1矿吃的是b 昨天2矿吃的是c 前天2矿吃的是d 的最优解 暴力转移 哦 需要优化一下空间- 变成i%2 就好了 //By ...
- redis的主从模式
主从通信过程 Master配置: 1:关闭rdb快照(备份工作交给slave) 2:可以开启aof slave配置: 1: 声明slave-of slaveof 192.168.0.102 2: 配置 ...
- Java基础——选择排序、冒泡排序
1.选择排序 原理是直接从待排序数组里选择一个最小(或最大)的数字,每次都拿一个最小数字出来, 顺序放入新数组,直到全部拿完 代码演示: public class Test3 { public sta ...