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Caffe卷积神经网络视觉层Vision Layers及参数详解

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  此篇文章主要是给大家介绍了Caffe神经网络视觉效果层VisionLayers及主要参数详细说明,感兴趣的小伙伴可以参考参考一下,希望可以有一定的帮助,祝愿大家多多的发展,尽早涨薪


  前言


  每一个层都有着的主要参数,如name,type,bottom,top和transform_param请参考我前篇文章:Caffe神经网络数据访问层及主要参数


  文中只解读视觉效果层(VisionLayers)的主要参数,视觉效果层包含Convolution,Pooling,LocalResponseNormalization(LRN),im2col等层。


  1、Convolution层:


  便是卷积层,是神经网络(CNN)的核心员工。


  层种类:Convolution


  lr_mult:学习率的指数,最后的学习率就是这个数乘以solver.prototxt环境变量中的base_lr。


  若是有两个lr_mult,则第一位表明权重值的学习率,第2个表明偏置项的学习率。通常偏置项的学习率是权重值学习率两倍。


  后边的sonvolution_param中,我们能设定卷积层的独有主要参数。


  务必设定的主要参数:


  num_output:全连接层(filter)的数量


  kernel_size:全连接层大小。假如全连接层的长度宽度不一,要用kernel_h和kernel_w各自设定


  其它主要参数:


  stride:全连接层的步幅,默认1。还可以用stride_h和stride_w来设定。


  pad:扩大边沿,默认0,不扩大。扩大时是上下、上下对称的,例如全连接层大小为5*5,那样pad设为2,则4个边沿都扩大2个清晰度,即宽和相对高度都扩大了4个清晰度,那样离散卷积以后的特征图也就不会缩小。还可以通过pad_h和pad_w来各自设定。


  weight_filler:权重值复位。默认“constant",值均为0,有时候我们用"xavier"优化算法去进行复位,还可以设为”gaussian"


  bias_filler:偏置项的复位。通常设为"constant",值均为0。


  bias_term:是不是打开偏置项,默认true,打开


  group:分类,默认1组。假如超过1,大家限定卷积和联接实际操作在这个子集合内。假如我们依据图象通道来分类,那样第i个导出分类只有与第i个键入分类开展联接。


  如果设置stride为1,前后两次卷积部分存在重叠。如果设置pad=(kernel_size-1)/2,则运算后,宽度和高度不变。

01.png

  示例


  layer{
  name:"conv1"
  type:"Convolution"
  bottom:"data"
  top:"conv1"
  param{
  lr_mult:1
  }
  param{
  lr_mult:2
  }
  convolution_param{
  num_output:20
  kernel_size:5
  stride:1
  weight_filler{
  type:"xavier"
  }
  bias_filler{
  type:"constant"
  }
  }
  }

  2、Pooling层


  也叫池化层,为了减少运算量和数据维度而设置的一种层。


  层类型:Pooling


  必须设置的参数:


  kernel_size:池化的核大小。也可以用kernel_h和kernel_w分别设定。


  其它参数:


  pool:池化方法,默认为MAX。目前可用的方法有MAX,AVE,或STOCHASTIC


  pad:和卷积层的pad的一样,进行边缘扩充。默认为0


  stride:池化的步长,默认为1。一般我们设置为2,即不重叠。也可以用stride_h和stride_w来设置。


  示例:


  layer{
  name:"pool1"
  type:"Pooling"
  bottom:"conv1"
  top:"pool1"
  pooling_param{
  pool:MAX
  kernel_size:3
  stride:2
  }
  }


  pooling层的运算方法基本是和卷积层是一样的。


  如果设置stride为2,前后两次卷积部分不重叠。100*100的特征图池化后,变成50*50.

02.png

  3、Local Response Normalization(LRN)层


  此层是对一个输入的局部区域进行归一化,达到“侧抑制”的效果。可去搜索AlexNet或GoogLenet,里面就用到了这个功能


  层类型:LRN


  参数:全部为可选,没有必须


  local_size:默认为5。如果是跨通道LRN,则表示求和的通道数;如果是在通道内LRN,则表示求和的正方形区域长度。


  alpha:默认为1,归一化公式中的参数。


  beta:默认为5,归一化公式中的参数。


  norm_region:默认为ACROSS_CHANNELS。有两个选择,ACROSS_CHANNELS表示在相邻的通道间求和归一化。WITHIN_CHANNEL表示在一个通道内部特定的区域内进行求和归一化。与前面的local_size参数对应。


  归一化公式:对于每一个输入,去除以


  得到归一化后的输出


  示例:


  layers{
  name:"norm1"
  type:LRN
  bottom:"pool1"
  top:"norm1"
  lrn_param{
  local_size:5
  alpha:0.0001
  beta:0.75
  }
  }

  4、im2col层


  如果对matlab比较熟悉的话,就应该知道im2col是什么意思。它先将一个大矩阵,重叠地划分为多个子矩阵,对每个子矩阵序列化成向量,最后得到另外一个矩阵。


  看一看图就知道了:


  在caffe中,卷积运算就是先对数据进行im2col操作,再进行内积运算(inner product)。这样做,比原始的卷积操作速度更快。


  看看两种卷积操作的异同:


  综上所述,这篇文章就给大家介绍到这里了,希望可以给大家带来帮助。

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