媛姐姐丶
參考:
反卷積也稱為轉(zhuǎn)置卷積,如果用矩陣乘法實(shí)現(xiàn)卷積操作,將卷積核平鋪為矩陣,則轉(zhuǎn)置卷積在正向計(jì)算時(shí)左乘這個(gè)矩陣的轉(zhuǎn)置WT,在反向傳播是左乘W,與卷積操作剛好相反,需要注意的是,反卷積不是卷積的逆運(yùn)算。 [知乎問題+caffe實(shí)現(xiàn)]
實(shí)現(xiàn)上采樣;近似重構(gòu)輸入圖像,卷積層可視化。
只要激活函數(shù)選擇得當(dāng),神經(jīng)元的數(shù)量足夠,至少有一個(gè)隱含層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以 逼近閉區(qū)間上任意一個(gè)連續(xù)函數(shù)到任意指定的精度。
判別模型,直接輸出類別標(biāo)簽,或者輸出類后驗(yàn)概率p(y|x) [ ] [ ] [ ]
BN是在 batch這個(gè)維度上進(jìn)行歸一化,GN是計(jì)算channel方向每個(gè)group的均值方差.
檢測(cè)結(jié)果與 Ground Truth 的交集比上它們的并集,即為檢測(cè)的準(zhǔn)確率 IoU
內(nèi)存/顯存占用;模型收斂速度等
Hessian矩陣是n*n, 在高維情況下這個(gè)矩陣非常大,計(jì)算和存儲(chǔ)都是問題。
mini-batch太小會(huì)導(dǎo)致收斂變慢,太大容易陷入sharp minima,泛化性不好。
可以把dropout看成是 一種ensemble方法,每次做完dropout相當(dāng)于從原網(wǎng)絡(luò)中找到一個(gè)更瘦的網(wǎng)絡(luò)。
pooling操作雖然能增大感受野,但是會(huì)丟失一些信息??斩淳矸e在卷積核中插入權(quán)重為0的值,因此每次卷積中會(huì)skip掉一些像素點(diǎn);
空洞卷積增大了卷積輸出每個(gè)點(diǎn)的感受野,并且不像pooling會(huì)丟失信息,在圖像需要全局信息或者需要較長sequence依賴的語音序列問題上有著較廣泛的應(yīng)用。
表達(dá)式為:
使用BN的原因是網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中每一層不斷改變的參數(shù)會(huì)導(dǎo)致后續(xù)每一層輸入的分布發(fā)生變化,而學(xué)習(xí)的過程又要使每一層去適應(yīng)輸入的分布,因此不得不降低網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)率,并且要小心得初始化(internal covariant shift) 如果僅通過歸一化方法使得數(shù)據(jù)具有零均值和單位方差,則會(huì)降低層的表達(dá)能力(如使用Sigmoid函數(shù)時(shí),只使用線性區(qū)域) BN的具體過程(注意第三個(gè)公式中分母要加上epsilon)
最好的解釋是通過1 * 1卷積核能實(shí)現(xiàn)多個(gè)channel間的解耦合,解耦cross-channel correlation和spatial correlation。 【但是因?yàn)榻怦畈粡氐?,因此后續(xù)有了mobile net的組卷積方式和shuffle net組卷積方式】
由于 1×1 并不會(huì)改變 height 和 width,改變通道的第一個(gè)最直觀的結(jié)果,就是可以將原本的數(shù)據(jù)量進(jìn)行增加或者減少。改變的只是 height × width × channels 中的 channels 這一個(gè)維度的大小而已。
1*1卷積核,可以在保持feature map尺度不變的(即不損失分辨率)的前提下大幅增加非線性特性(利用后接的非線性激活函數(shù)),把網(wǎng)絡(luò)做的很deep。
備注:一個(gè)filter對(duì)應(yīng)卷積后得到一個(gè)feature map,不同的filter(不同的weight和bias),卷積以后得到不同的feature map,提取不同的特征,得到對(duì)應(yīng)的specialized neuron。
例子:使用1x1卷積核,實(shí)現(xiàn)降維和升維的操作其實(shí)就是channel間信息的線性組合變化,3x3,64channels的卷積核后面添加一個(gè)1x1,28channels的卷積核,就變成了3x3,28channels的卷積核,原來的64個(gè)channels就可以理解為跨通道線性組合變成了28channels,這就是通道間的信息交互
注意:只是在channel維度上做線性組合,W和H上是共享權(quán)值的sliding window
并不能說明這個(gè)模型無效導(dǎo)致模型不收斂的原因可能有
A. 在實(shí)際場(chǎng)景下,應(yīng)盡量使用ADAM,避免使用SGD B. 同樣的初始學(xué)習(xí)率情況下,ADAM的收斂速度總是快于SGD方法 C. 相同超參數(shù)數(shù)量情況下,比起自適應(yīng)的學(xué)習(xí)率調(diào)整方式,SGD加手動(dòng)調(diào)節(jié)通常會(huì)取得更好效果 D. 同樣的初始學(xué)習(xí)率情況下,ADAM比SGD容易過擬合
A.保證每一層的感受野不變,網(wǎng)絡(luò)深度加深,使得網(wǎng)絡(luò)的精度更高 B.使得每一層的感受野增大,學(xué)習(xí)小特征的能力變大 C.有效提取高層語義信息,且對(duì)高層語義進(jìn)行加工,有效提高網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確度 D.利用該結(jié)構(gòu)有效減輕網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重
A.計(jì)算簡單 B.非線性 C.具有飽和區(qū) D.幾乎處處可微 【relu函數(shù)在0處是不可微的?!?/p>
的收斂速度比RMSprop慢 B.相比于SGD或RMSprop等優(yōu)化器,Adam的收斂效果是最好的 C.對(duì)于輕量級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使用Adam比使用RMSprop更合適 D.相比于Adam或RMSprop等優(yōu)化器,SGD的收斂效果是最好的 【SGD通常訓(xùn)練時(shí)間更長,容易陷入鞍點(diǎn),但是在好的初始化和學(xué)習(xí)率調(diào)度方案的情況下,結(jié)果更可靠。如果在意更快的收斂,并且需要訓(xùn)練較深較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)時(shí),推薦使用學(xué)習(xí)率自適應(yīng)的優(yōu)化方法。】
A.使用ReLU做為激活函數(shù),可有效地防止梯度爆炸 B.使用Sigmoid做為激活函數(shù),較容易出現(xiàn)梯度消失 C.使用Batch Normalization層,可有效的防止梯度爆炸 D.使用參數(shù)weight decay,在一程度上可防止模型過擬合
對(duì)結(jié)果存疑。認(rèn)為二者皆可防止。
L-BFGS(Limited-memory BFGS,內(nèi)存受限擬牛頓法)方法: 所有的數(shù)據(jù)都會(huì)參與訓(xùn)練,算法融入方差歸一化和均值歸一化。大數(shù)據(jù)集訓(xùn)練DNN,容易參數(shù)量過大 (牛頓法的進(jìn)化版本,尋找更好的優(yōu)化方向,減少迭代輪數(shù))從LBFGS算法的流程來看,其整個(gè)的核心的就是如何快速計(jì)算一個(gè)Hesse的近似:重點(diǎn)一是近似,所以有了LBFGS算法中使用前m個(gè)近似下降方向進(jìn)行迭代的計(jì)算過程;重點(diǎn)二是快速,這個(gè)體現(xiàn)在不用保存Hesse矩陣上,只需要使用一個(gè)保存后的一階導(dǎo)數(shù)序列就可以完成,因此不需要大量的存儲(chǔ),從而節(jié)省了計(jì)算資源;重點(diǎn)三,是在推導(dǎo)中使用秩二校正構(gòu)造了一個(gè)正定矩陣,即便這個(gè)矩陣不是最優(yōu)的下降方向,但至少可以保證函數(shù)下降。 FTRL(Follow-the-regularized-Leader)是一種適用于處理超大規(guī)模數(shù)據(jù)的,含大量稀疏特征的在線學(xué)習(xí)的常見優(yōu)化算法,方便實(shí)用,而且效果很好,常用于更新在線的CTR預(yù)估模型;FTRL在處理帶非光滑正則項(xiàng)(如L1正則)的凸優(yōu)化問題上表現(xiàn)非常出色,不僅可以通過L1正則控制模型的稀疏度,而且收斂速度快;
在一定程度上解決了傳統(tǒng)RNN梯度消失或梯度爆炸的問題 相比于全連接的優(yōu)勢(shì)之一是模型復(fù)雜度低,緩解過擬合 C.只要參數(shù)設(shè)置合理,深度學(xué)習(xí)的效果至少應(yīng)優(yōu)于隨機(jī)算法 D.隨機(jī)梯度下降法可以緩解網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中陷入鞍點(diǎn)的問題
實(shí)際上,現(xiàn)在有很多針對(duì)小目標(biāo)的措施和改良,如下:
最常見的是Upsample來Rezie網(wǎng)絡(luò)輸入圖像的大?。?/p>
用dilated/astrous等這類特殊的卷積來提高檢測(cè)器對(duì)分辨率的敏感度;(空洞卷積是針對(duì)圖像語義分割問題中下采樣會(huì)降低圖像分辨率、丟失信息而提出的一種卷積思路。利用添加空洞擴(kuò)大感受野,讓原本3 x3的卷積核,在相同參數(shù)量和計(jì)算量下?lián)碛?x5(dilated rate =2)或者更大的感受野,從而無需下采樣。在保持參數(shù)個(gè)數(shù)不變的情況下增大了卷積核的感受野)
有比較直接的在淺層和深層的Feature Map上直接各自獨(dú)立做預(yù)測(cè)的,這個(gè)就是我們常說的尺度問題。
用FPN這種把淺層特征和深層特征融合的,或者最后在預(yù)測(cè)的時(shí)候,用淺層特征和深層特征一起預(yù)測(cè);
SNIP(Scale Normalization for Image Pyramids)主要思路:
在訓(xùn)練和反向傳播更新參數(shù)時(shí),只考慮那些在指定的尺度范圍內(nèi)的目標(biāo),由此提出了一種特別的多尺度訓(xùn)練方法。
幸福0571
上采樣upsampling的主要目的是放大圖像,幾乎都是采用內(nèi)插值法,即在原有圖像像素的基礎(chǔ)上,在像素點(diǎn)值之間采用合適的插值算法插入新的元素。 線性插值法是指使用連接兩個(gè)已知量的直線來確定在這個(gè)兩個(gè)已知量之間的一個(gè)未知量的值的方法。 假設(shè)已知兩個(gè)坐標(biāo)(x0,y0)和(x1,y1),要得到[x0,x1]區(qū)間內(nèi)某一位置x在直線上的值。 該直線的方程可表示為: 這樣 雙線性插值是插值算法中的一種,是線性插值的擴(kuò)展。利用原圖像中目標(biāo)點(diǎn)四周的四個(gè)真實(shí)存在的像素值來共同決定目標(biāo)圖中的一個(gè)像素值,其核心思想是在兩個(gè)方向分別進(jìn)行一次線性插值。 已知的紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)和待插值的綠色數(shù)據(jù)點(diǎn) 假如我們想得到未知函數(shù)f在點(diǎn)P= (x,y) 的值,假設(shè)我們已知函數(shù)f在 四個(gè)點(diǎn)的值。 在x與y方向上,z值成單調(diào)性特性的應(yīng)用中,此種方法可以做外插運(yùn)算,即可以求解Q11~Q22所構(gòu)成的正方形以外的點(diǎn)的值。 總結(jié):線性插值法利用原圖像中兩個(gè)點(diǎn)計(jì)算像素值進(jìn)行插值,雙線性插值法利用原圖像中四個(gè)點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)像素值進(jìn)行插值。 這是最簡單的一種插值方法,不需要計(jì)算,在待求象素的四鄰象素中,將距離待求象素最近的鄰象素灰度賦給待求象素。設(shè)i+u, j+v(i, j為正整數(shù), u, v為大于零小于1的小數(shù),下同)為待求象素坐標(biāo),則待求象素灰度的值 f(i+u, j+v)如下圖所示: 如果(i+u, j+v)落在A區(qū),即u<, v<,則將左上角象素的灰度值賦給待求象素,同理,落在B區(qū)則賦予右上角的象素灰度值,落在C區(qū)則賦予左下角象素的灰度值,落在D區(qū)則賦予右下角象素的灰度值。 最鄰近元法計(jì)算量較小,但可能會(huì)造成插值生成的圖像灰度上的不連續(xù),在灰度變化的地方可能出現(xiàn)明顯的鋸齒狀。 雙線性內(nèi)插法是利用待求象素四個(gè)鄰象素的灰度在兩個(gè)方向上作線性內(nèi)插。 如下圖所示: 對(duì)于 (i, j+v),f(i, j) 到 f(i, j+1) 的灰度變化為線性關(guān)系,則有: f(i, j+v) = [f(i, j+1) - f(i, j)] * v + f(i, j) 同理對(duì)于 (i+1, j+v) 則有: f(i+1, j+v) = [f(i+1, j+1) - f(i+1, j)] * v + f(i+1, j) 從f(i, j+v) 到 f(i+1, j+v) 的灰度變化也為線性關(guān)系,由此可推導(dǎo)出待求象素灰度的計(jì)算式如下: f(i+u, j+v) = (1-u) * (1-v) * f(i, j) + (1-u) * v * f(i, j+1) + u * (1-v) * f(i+1, j) + u * v * f(i+1, j+1) 雙線性內(nèi)插法的計(jì)算比最鄰近點(diǎn)法復(fù)雜,計(jì)算量較大,但沒有灰度不連續(xù)的缺點(diǎn),結(jié)果基本令人滿意。它具有低通濾波性質(zhì),使高頻分量受損,圖像輪廓可能會(huì)有一點(diǎn)模糊。 該方法利用三次多項(xiàng)式S(x)求逼近理論上最佳插值函數(shù)sin(x)/x, 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 待求像素(x, y)的灰度值由其周圍16個(gè)灰度值加權(quán)內(nèi)插得到,如下圖: 待求像素的灰度計(jì)算式如下: f(x, y) = f(i+u, j+v) = ABC 其中: 三次曲線插值方法計(jì)算量較大,但插值后的圖像效果最好。
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