残差网络(Residual Network)

在VGG中,卷积网络达到了19层,在GoogLeNet中,网络史无前例的达到了22层。那么,网络的精度会随着网络的层数增多而增多吗?在深度学习中,网络层数的增多一般会伴着下面几个问题:

1.计算资源的消耗

2.模型容易过拟合

3.梯度消失/梯度爆炸问题的产生

问题1可以通过GPU集群来解决,对于一个企业资源并不是很大的问题;
问题2的过拟合通过采集海量数据,并配合Dropout正则化等方法也可以有效避免;
问题3通过Batch Normalization也可以避免。貌似我们只要无脑的增加网络的层数,我们就能从此获益,但实验数据给了我们当头一棒。


作者发现,随着网络层数的增加,网络发生了退化(degradation)的现象:随着网络层数的增多,训练集loss逐渐下降,然后趋于饱和,当你再增加网络深度的话,训练集loss反而会增大。注意这并不是过拟合,因为在过拟合中训练loss是一直减小的。

 

当网络退化时,浅层网络能够达到比深层网络更好的训练效果,这时如果我们把低层的特征传到高层,那么效果应该至少不比浅层的网络效果差,或者说如果一个VGG-100网络在第98层使用的是和VGG-16第14层一模一样的特征,那么VGG-100的效果应该会和VGG-16的效果相同。所以,我们可以在VGG-100的98层和14层之间添加一条直接映射(Identity Mapping)来达到此效果。

从信息论的角度讲,由于DPI(数据处理不等式)的存在,在前向传输的过程中,随着层数的加深,Feature Map包含的图像信息会逐层减少,而ResNet的直接映射的加入,保证了 l+1 层的网络一定比 l 层包含更多的图像信息。基于这种使用直接映射来连接网络不同层直接的思想,残差网络应运而生。

 

原文:https://blog.csdn.net/weixin_43135178/article/details/115447031

posted on 2024-05-14 21:32  宝嗓我的娟子  阅读(2)  评论(0编辑  收藏  举报