AlexNet

背景

2012年,Imagenet比赛冠军。

技术点

一、使用ReLU作为CNN激活函数,成功解决了Sigmoid在网络较深时的梯度弥撒问题
二、训练时使用Dropout随机忽略一部分神经元,以避免模型过拟合。(AlexNet中主要在最后几个全连接层使用Dropout)
三、AlexNet全部使用最大池化,避免平均池化的模糊化效果。并且AlexNet提出让步长比池化核的尺寸小,这样池化层的输出之间会有重叠和覆盖,提升了特征的丰富性
四、提出LRN层(局部相应归一化),对局部神经元的活动创建竞争机制,使得其中响应比较大的值变得相对更大,并抑制其他反馈较小的神经元,提升了的模型的泛化能力。
五、使用CUDA加速深度卷积网络的训练。
六、数据增强。随机地从256256的原始图像中截取224224大小的区域(以及水平翻转的镜像),相当于增加了(256-224)(256-224)2=2048倍的数据量。数据增强后可以大大减轻过拟合,提升泛化能力。进行预测时,则是取图片的四个角加中间共五个位置,并进行左右翻转,一共获得10张图片,对他们进行预测并对10次结果求平均值。另外,对图像的RGB数据进行PCA处理,并对主成分做一个标准差为0.1的高斯扰动(具有高斯分布的随机扰动),增加一些噪声,这个Trick可以让错误率再下降1%。
备注:AlexNet需要训练参数的层是卷积层和全连接层(不包括池化层和LRN)。卷积层有用的地方就是可以通过较小的参数量提取有效的特征。

网络结构

AlexNet结构
AlexNet参数分析

一篇详细的参数分析:
[caffe]深度学习之图像分类模型AlexNet解读
详细的分析及测试:
TensorFlow实现AlexNet(forward和backward耗时计算)

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