(卷积)神经网络 | caffe

1.Caffe:Convolutional Architecture for Fast Feature Embedding.

2.卷积神经网络的功能?

  • 对于一张原始图片自动学习出最匹配的卷积核以及其组合方式(最具代表性的特性)

3.一个基本卷积网络的组成:

  • 卷积层
  • 池化层
  • 输出层

4.步长(stride)是什么?

  • 连接权重(Weight)在原始图像上每次平移几个像素单位(水平+垂直方向)。

5.步长变大,会怎么样?

  • 图像的规格变小

6.same padding是什么?

  • 通过Weight从原始图像中提取特性时,图像的规格会变小,为了使图像仍保持原始图像规格,可以在原始图像周围添加一层(或多层)0,人工添加边界。

7.池化的作用?

  • 减少图像的空间大小。

8.池化的方式?

  • Mean / Max

9.非线性部分存在的意义?(sigmoid & 双曲正切函数)

  • 数据归一化(将数据限制在(0,1)(-1,1)范围内)
  • 若仅存在线性部分,迭代后的数据仍能用线性表示,那叠加多层神经网络也就失去了意义。

10.在空间中的五种操作

  • 升维/降维
  • 放大/缩小
  • 旋转
  • 平移
  • 弯曲

11.每层神经网络的数学理解:

  • 线性变换与非线性变换的组合,将输入空间投向另一个空间。

12.每层神经网络的物理理解:

  • 通过现有的不同物质的组合形成新物质。

13.神经网络的目的?

  • 通过矩阵的线性变换和激活函数的非线性变换,将原始输入空间投向线性可分/稀疏的空间去分类/回归。
weight-filter {
     type: "xavier"//一种算法,防止初始化的Weight偏差太大
}

kernel_size //权重参数(Weight)的大小
test_iter //test_iter * batch_size(测试集的) = 测试集的大小
test_interval //训练时,每迭代test_interval,就进行一次测试(accurary & loss)
lr_mult //学习率,第一个是Weight,第二是bias
num_output //卷积核(filter)的数量
InnerProduct // 即为Fully_connected Layer(全连接层 / 内积层)
display: 100 ///每迭代100次显示一次
ReLU //Rectified(矫正的) Linear Units(激活函数)---sigmoid & 双曲正切函数
weight_decay //权重衰减(放在正则项regularization前面的一个系数)---防止过拟合
momentum //动量,梯度下降法中的一种常用加速技术
forward pass //前向传播---接收输入并计算输出
backward padd //反向传播---接收输出梯度并计算相关参数和输入梯度,并反向传播给前面的层
setup //初始化设置

15.隐含层和输出层的神经元都是拥有激活函数的功能神经元。

16.神经网络的学习过程?

  • 根据训练数据调整神经元之间的连接权(Weight),以及每个功能神经元的阈值。

17.什么叫进行了一轮学习(one epoch)

  • 读取一遍训练集。

18.累积BP(Back Propagation)算法,在读取整个训练集D一遍后才对参数进行更新,参数更新频率低。

19.过拟合是啥?

  • 随着拟合误差的减小,一开始预测误差也随之减小,但随着拟合误差到了某个临界点后,预测误差反而会增大。

20.无监督逐层训练(Unsupervised Layer-wise Training)

①存在的原因?

  • 多隐层神经网络不能直接使用经典算法(如:标准BP算法)

②为啥不能用?

  • 因为误差在多隐层内逆向传播,会"发散"(diverge),因而不能收敛到稳定状态。

③无监督逐层训练是什么?

  • 每次训练一层隐节点,训练时,将上一层的隐节点的输出作为输入,而本层隐节点的输出作为下一层隐节点的输入。这个过程叫:预训练(pre-training)

  • 当全部预训练完成后,再对整个网络进行微调(fine-tuning)训练

④预训练和微调的作用?

  • 先从每组中找到其中(局部)较好的设置,然后再进行全局寻优。

21.权共享(Weight Sharing)

①是什么?

  • 在训练中,无论在卷积层还是采样层,让一组神经元使用相同的连接权(Weight)

22.特征映射(Feature Map)是什么?

①每个特性映射是一个平面,由神经元阵列组成,多个这样的面就构成了一个卷积层。

②那么特性映射有什么用?

  • 通过一种卷积滤波器提取输入的一种特征。

23.卷积神经网络的特殊性?

  • 神经元之间并非全连接。
  • 同一层中某些神经元之间的连接权重(Weight)是共享的。
C:特征提取层
S:特征映射层

25.数据类型

①数据库Data

  • source
  • batch_size(batch_size: 64 一次训练64条数据)
  • rand_skip
  • backend(default:LevelDB)或LMDB

②内存Data

  • batch_size
  • channels
  • height
  • width

HDF5 Data(Hierarchical Data File)

  • source
  • batch_size

Images Data

  • source
  • batch_size
  • rand_skip
  • stuffle(是否随机打乱图片顺序)
  • new_height
  • new_width

Windows(窗口) Data

  • source
  • batch_size
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