困学纪闻注:卷积神经网络——中生代噩梦

卷积

卷积
卷积

\[y_{t}=\sum_{k=1}^{m} w_{k} \cdot x_{t-k+1} \]

一幅图像在经过卷积操作后得到结果称为特征映射(Feature Map)。

互相关和卷积的区别在于卷积核仅仅是否进行翻转。

卷积层的神经元数量

神经元数量
神经元数量

卷积神经网络

卷积层

第 l 层神经元数量
\(l\) 层神经元数量

\[n^{(l)}=n^{(l-1)}-m+1 \]

卷积层
卷积层
卷积层的参数数量
卷积层的参数数量

典型的卷积网络结构

典型的卷积网络结构
典型的卷积网络结构

几种典型的卷积神经网络

Inception 网络

一个卷积层包含多个不同大小的卷积操作,称为 Inception 模块。

Inception 模块同时使用 \(1 × 1\)\(3 × 3\)\(5 × 5\) 等不同大小的卷积核,并将得到的特征映射在深度上拼接(堆叠)起来作为输出特征映射。

Inception 模块在进行 \(3 × 3\)\(5 × 5\) 的卷积之前、\(3 × 3\)的最大汇聚之后,进行一次 \(1×1\) 的卷积来减少特征映射的深度。如果输入特征映射 之间存在冗余信息,\(1 × 1\)的卷积相当于先进行一次特征抽取。

ResNet

\[h(\mathbf{x})=\mathbf{x}+(h(\mathbf{x})-\mathbf{x}) \]

让非线性单元 \(f(\mathbf{x}, \theta)\) 去近似残差函数\(h(\mathbf{x})−\mathbf{x}\)

其他卷积方式

转置卷积:用小图片和大卷积核生成特征映射,将低维特征映射到高维特征

微步卷积:给图片插入 0

空洞卷积:给卷积核插入 0