🐳NiN 网络中的网络
2021-11-30
| 2023-8-6
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LeNet、AlexNet和VGG都有一个共同的设计模式:通过一系列的卷积层与汇聚层来提取空间结构特征;然后通过全连接层对特征的表征进行处理。 AlexNet和VGG对LeNet的改进主要在于如何扩大和加深这两个模块。 或者,可以想象在这个过程的早期使用全连接层。然而,如果使用了全连接层,可能会完全放弃表征的空间结构。 网络中的网络(NiN)提供了一个非常简单的解决方案:在每个像素的通道上分别使用多层感知机

全连接层的问题

卷积层需要较少的参数
但卷积层后的第一个全连接层的参数:
  • LeNet 16x5x5x120 = 48k
  • AlexNet 256x5x5x4096 = 26M
  • VGG 512x7x7x4096 = 102M
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NiN块

卷积层的输入和输出由四维张量组成,张量的每个轴分别对应样本、通道、高度和宽度。 全连接层的输入和输出通常是分别对应于样本和特征的二维张量。 NiN的想法是在每个像素位置(针对每个高度和宽度)应用一个全连接层。 如果我们将权重连接到每个空间位置,我们可以将其视为1×1卷积层,或作为在每个像素位置上独立作用的全连接层。 从另一个角度看,即将空间维度中的每个像素视为单个样本,将通道维度视为不同特征(feature)
NiN块以一个普通卷积层开始,后面是两个1×1的卷积层。这两个1×1卷积层充当带有ReLU激活函数的逐像素全连接层。 第一层的卷积窗口形状通常由用户设置。 随后的卷积窗口形状固定为1×1
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步幅1,无填充,输出形状跟卷积层输出一样,起到全连接层的作用
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NiN模型

最初的NiN网络是在AlexNet后不久提出的,显然从中得到了一些启示。
NiN使用窗口形状为11×11、5×5和3×3的卷积层,输出通道数量与AlexNet中的相同。每个NiN块后有一个最大汇聚层,汇聚窗口形状为3×3,步幅为2。
NiN和AlexNet之间的一个显著区别是NiN完全取消了全连接层。 NiN使用一个NiN块,其输出通道数等于标签类别的数量。最后放一个全局平均汇聚层(global average pooling layer),生成一个对数几率 (logits)。NiN设计的一个优点是,它显著减少了模型所需参数的数量。然而,这种设计有时会增加训练模型的时间。
 
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  • PyTorch
  • VGG 使用块的网络GoogLeNet 含并行连结的网络
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