49. 残差网络(ResNet)

news2024/11/23 2:03:32

1. 加更多的层总是改进精度吗?

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对于非嵌套函数类,较复杂(由较大区域表示)的函数类不能保证更接近“真”函数( f* )。这种现象在嵌套函数类中不会发生。

因此,只有当较复杂的函数类包含较小的函数类时,我们才能确保提高它们的性能。

对于深度神经网络,如果我们能将新添加的层训练成恒等映射(identity function)f(x)=x,新模型和原模型将同样有效。 同时,由于新模型可能得出更优的解来拟合训练数据集,因此添加层似乎更容易降低训练误差。

针对这一问题,何恺明等人提出了残差网络(ResNet)。它在2015年的ImageNet图像识别挑战赛夺魁,并深刻影响了后来的深度神经网络的设计。

残差网络的核心思想是:每个附加层都应该更容易地包含原始函数作为其元素之一。

于是,残差块(residual blocks)便诞生了,这个设计对如何建立深层神经网络产生了深远的影响。 凭借它,ResNet赢得了2015年ImageNet大规模视觉识别挑战赛。

2. 残差块

  • 串联一个层改变函数类,我们希望能扩大函数类
  • 残差块加入快速通道(右边)来得到 f(x) = x + g(x)的结构

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3. ResNet块细节

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4. 不同的残差块

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5. ResNet块

  1. 高宽减半ResNet块(步幅2)
  2. 后街多个高宽不变的ResNet块

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6. ResNet架构

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7. 效果

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8. 总结

  • 残差块使得很深的网络更加容易训练
    • 甚至可以训练一千层的网络
  • 残差网络对随后的深层神经网络设计产生了深远影响,无论是卷积类网络还是全连接类网络

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