看论文,做笔记系列(1)——Network in Network
重读论文《Network in Network》,发现有几点值得记录的地方,特记录在此!
1.意义
传统的convolution filter 是一个GLM(generalized linear model),其对图像局部区域的抽象能力有限。
使用基于GLM的传统CNN均内在的假设潜在的图像空间线性可分,但实际上可能并非如此。为解决该问题,传统CNN采用了较多的filter(超完备)对input进行卷积,计算开销大。
众所周知,CNN的浅层提取输入的局部特征,在较深层对这些局部特征进行融合以获得全局特征。若能在浅层获得比GLM滤波器更好的局部特征,则能得到更优良的全局特征,NIN应运而生。
2.创新点
(1).Mlpconv结构
Mlpconv layer相对于传统的conv layer 增强了局部特征的抽象能力,在传统的conv后接全连接层即可实现。其中,全连接层是通过1x1卷积核来实现的。说得到此,不得不说一下1x1卷积核的作用。
A.通过1x1卷积核实现了Mlpconv结构;
B.卷积核通道的降维或升维,在GoogleNet中得到了很好的说明;
右图在左图的基础上增加1x1 convolution模块,通过控制1x1 convolution的个数可实现较左图维数的降低或增加。
C.实现跨通道的信息交互和融合
在阅读其他博客时发现一种说法,1x1 concolution还有一种用处就是实现跨通道的信息交互和融合。怎么说呢,不能说此种说法错误,本人认为其他大小的卷积核也具有这样的作用,并非仅限于1x1 convolution;
在研究Network in Network的结构过程中,对CNN的卷积过程有了新的认识。其实,每个卷积核可看成是三维的,即(width,height,depth),width,height即为卷积核的大小,如1x1,3x3等,depth表示输入通道数。谨以cs231n课程的一张图来表示:
(2).Global Average Pooling
论文在最后一层采用了全局平均池化,代替全连接层与softmax相连,不仅大大降低了参数。对每个特征图一整张图片进行全局均值池化,这样每张特征图都可以得到一个输出。这样采用均值池化,连参数都省了,可以大大减小网络,避免过拟合,另一方面它有一个特点,每张特征图相当于一个输出特征,然后这个特征就表示了我们输出类的特征。全局平均池化的含义是其卷积核的大小等于上一层feature map的大小。
group用法
题外话,在研究Mplconv的过程中,发现代码中卷积参数中使用了group参数,故特地查询了其用法,简要记录下。
group默认值为1,就是全连接的卷积层,即卷积层的输出(也即是卷积核的个数)与输入是全连接的,每个卷积核遍历每个输入通道。
如果group为2,假设输入是90x100x100x32, 90是数据批大小, 100x100是图像数据shape,32是通道数,要经过一个3x3x48的卷积核,48为卷积核个数。那么对应要将输入的32个通道分成2个16的通道,将输出的48个通道分成2个24的通道。对输出的2个24的通道,第一个24通道与输入的第一个16通道进行全卷积,第二个24通道与输入的第二个16通道进行全卷积。