深度学习之:deep Feature Extractor[VGG]

0. 背景

Karen Simonyan等人在2014年参加Imagenet挑战赛的时候提出的深度卷积神经网络。作者通过对2013年的ILSVRC中最好的深度神经网络模型(他们最初的对应模型都是alexnet)进行研究,发现他们使用了更小的感受野,并且在第一层卷积层中使用了更小的stride,也就是这两点都有助于准确度的提升。所以本文就不去做无用功,从网络的深度去挖掘CNN模型的提升空间,并且发现当网络深度在超过16层时,有明显的提升效果,故而如果截取当前16层的网络,就被称之为VGG16。
从感受野角度来说,两个3∗3的卷积核叠加,就等于一个5∗5的卷积核的结果。可是从参数量上,前者明显会小于后者。而且从分层角度上看,因为之间会通过非线性激活函数的转换,所以3∗3的卷积核叠加还能得到更非线性的特征提取结果为了遵循单一变量的原则,除了深度外,其他涉及到的参数基本保持一致。

1. 模型

图1.1 VGG不同深度时的网络结构

如图1.1所示,图片的输入都是

如图1.1所示,图片的输入都是224∗224,卷积核大小都是3∗3,滑动的步长stride=1,在某些卷积层后面跟上最大池化,其中池化的大小为2∗2,且每一层卷积都是保留尺寸的卷积(即卷积之后,feature map的大小不变),且为了降维、对通道的线性变换、增加决策函数的非线性等目的,采用了《network in network》中的1∗1的卷积操作。其中FC层表示该层为全连接层。
作者通过试验发现alexnet中的LRN(Local Response Normalisation,LRN)不但不利于准确度提升,反而还会占用内存,所以都省略了该层。

图1.2 不同深度VGG下参数量,单位为百万

2. 训练结果

作者在训练的时候,开始先训练模型A,然后在训练模型B的时候,将前面几层CNN和最后的全连接层的参数用模型A的权重来初始化,以此达到用小模型去预训练大模型的目的;
而且,作者用S表示对训练集图片做的一个缩放,用Q表示对测试集图片做的一个缩放,当然其中S和Q都不得小于224。

简单的训练过程如下:

  • 给定S和Q值,将图片进行各方向同性缩放到S和Q;
  • 然后用crop的方法对缩放后的图片进行采样到224∗224;
  • 将crop采样得到的图片放入VGG模型中训练。


    图2.1基于单尺度测试情况下的结果
图2.2基于多尺度测试情况下的结果

从图2.1和图2.2中可以看出:从C模型与D模型对比,可以肯定深度的好处的确有助于准确度的提升;而从E模型与D模型的对比,发现还是E模型更好,作者认为深度有助于提升准确度,可是模型还是需要通过卷积核去抓取空间上下文信息。

因为大家通常都是直接将基于imagenet训练好的VGG拿来用,所以基本没多少人会从0开始训练VGG网络。而且论文中也显示4块卡,也需要小心的训练2-3个礼拜。本文只着重于VGG的网络结构,如有必要,后续再补全该博文。

参考文献:
[] - Zeiler M D, Fergus R. Visualizing and understanding convolutional networks[C]//European conference on computer vision. Springer, Cham, 2014: 818-833.
[] - Sermanet, P., Eigen, D., Zhang, X., Mathieu, M., Fergus, R., and LeCun, Y. OverFeat: Integrated Recognition, Localization and Detection using Convolutional Networks. In Proc. ICLR, 2014[]

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 162,158评论 4 370
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 68,600评论 1 307
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 111,785评论 0 254
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,655评论 0 220
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 53,075评论 3 295
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 41,002评论 1 225
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 32,146评论 2 318
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,918评论 0 211
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,671评论 1 250
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,838评论 2 254
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,318评论 1 265
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,636评论 3 263
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,343评论 3 244
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,187评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,982评论 0 201
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 36,126评论 2 285
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,934评论 2 279

推荐阅读更多精彩内容