caffe中应该如何使用“BatchNorm”层？

Question

我对如何在我的模型中使用/插入"BatchNorm" 层有点困惑。
我看到了几种不同的方法，例如：

ResNets:"BatchNorm"+"Scale"（无参数共享）

"BatchNorm" 层紧跟"Scale" 层：

layer {
    bottom: "res2a_branch1"
    top: "res2a_branch1"
    name: "bn2a_branch1"
    type: "BatchNorm"
    batch_norm_param {
        use_global_stats: true
    }
}

layer {
    bottom: "res2a_branch1"
    top: "res2a_branch1"
    name: "scale2a_branch1"
    type: "Scale"
    scale_param {
        bias_term: true
    }
}

cifar10 example：只有"BatchNorm"

在 caffe 提供的 cifar10 示例中，"BatchNorm" 使用后没有任何 "Scale"：

layer {
  name: "bn1"
  type: "BatchNorm"
  bottom: "pool1"
  top: "bn1"
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
}

cifar10 batch_norm_param 与 TRAIN 和 TEST 不同

batch_norm_param: use_global_scale 在TRAIN 和TEST 之间变化：

layer {
  name: "bn1"
  type: "BatchNorm"
  bottom: "pool1"
  top: "bn1"
  batch_norm_param {
    use_global_stats: false
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  include {
    phase: TRAIN
  }
}
layer {
  name: "bn1"
  type: "BatchNorm"
  bottom: "pool1"
  top: "bn1"
  batch_norm_param {
    use_global_stats: true
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  param {
    lr_mult: 0
  }
  include {
    phase: TEST
  }
}

那应该是什么？

在 caffe 中应该如何使用"BatchNorm" 层？

Answer 1

在每个 BatchNorm 之后，我们必须在 Caffe 中添加一个 Scale 层。原因是 Caffe BatchNorm 层仅从输入数据中减去均值并除以它们的方差，而不包括分别缩放和移动归一化分布 1 的 γ 和 β 参数。相反，Keras BatchNormalization 层包括并应用上面提到的所有参数。在 Caffe 中使用参数“bias_term”设置为 True 的 Scale 层，提供了一个安全的技巧来重现 Keras 版本的确切行为。 https://www.deepvisionconsulting.com/from-keras-to-caffe/

Answer 2

如果您遵循原始论文，批量归一化之后应该是 Scale 和 Bias 层（可以通过 Scale 包含偏差，尽管这会使 Bias 参数无法访问）。 use_global_stats 也应该从训练 (False) 更改为测试/部署 (True) - 这是默认行为。请注意，您给出的第一个示例是用于部署的 prototxt，因此将其设置为 True 是正确的。

我不确定共享参数。

我提出了一个拉取请求来改进批量规范化的文档，但后来因为我想修改它而关闭了它。然后，我再也没有回过头来。

请注意，我认为 "BatchNorm" 的 lr_mult: 0 不再需要（也许不允许？），尽管我现在没有找到相应的 PR。