【AlexNet】ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks

网络架构

• 这是论文中的图

PS：这个图的input尺寸应该是标错了？？227*227*3吧？？ 

上图中，其实能明显地看出上面一层和下面一层。上下两层各由一个GPU进行计算（其实是硬件条件补星2333）。这两个GPU只在固定的几层之间进行交流。

• 一个易于计算的示意图

网络总共的层数为8层，5层卷积，3层全连接层。

• 简化的图
   

•  也有人理解成模块

其中前5模块四卷积模块，用于提取图片特征，后3个模块是全链接层，用于图像分类。

（1）第一、二模块

 

（2）第三、四模块

（3）第五模块

 

（4）第六模块

（5）第七、八模块

 

创新点

• ReLu函数 ----------  f(x)=max(0,x)

 什么是饱和函数？

基于ReLU的深度卷积网络比基于tanh和sigmoid的网络训练快数倍，下图是一个基于CIFAR-10的四层卷积网络在tanh和ReLU达到25%的training error的迭代次数：

• 标准化（Local Response Normalization）LRN

 

在神经网络中，我们用**函数将神经元的输出做一个非线性映射，但是tanh和sigmoid这些传统的**函数的值域都是有范围的，但是ReLU**函数得到的值域没有一个区间，所以要对ReLU得到的结果进行归一化。也就是Local Response Normalization。局部响应归一化的方法如下面的公式：

表示输入的(x,y)位置做第i次卷积并通过relu单元的结果，而是对应的归一化相应结果。 n是指相同位置的第i 次前后附近的n次卷积，而N是总的卷积次数。而且，这个卷积核作用的次序是在训练前就已经定好了。实际上，这个局部响应归一化是模拟生物神经元的侧抑制作用，当前神经元的作用受附近神经元作用的抑制，这样我们就理解为何上图公式，在归一化阶段仅仅除以相同位置附近前后几次的神经元响应的平方，而不是N次结果响应的平方。
 

• Dropout

​​​​​​​之前转载的一篇blog（理解dropout）

• 数据增强（data augmentation）​​​​​​​

在深度学习中，当数据量不够大时候，一般有4解决方法：

（1） data augmentation——人工增加训练集的大小——通过平移, 翻转, 加噪声等方法从已有数据中创造出一批"新"的数据

（2）Regularization——数据量比较小会导致模型过拟合, 使得训练误差很小而测试误差特别大. 通过在Loss Function 后面加上正则项可以抑制过拟合的产生. 缺点是引入了一个需要手动调整的hyper-parameter。

（3）Dropout——也是一种正则化手段. 不过跟以上不同的是它通过随机将部分神经元的输出置零来实现

（4） Unsupervised Pre-training——用Auto-Encoder或者RBM的卷积形式一层一层地做无监督预训练, 最后加上分类层做有监督的Fine-Tuning
 

 

参考

什么叫非线性处理单元，非饱和**函数？

详解深度学习之经典网络架构（二）：AlexNet 有代码实现

深入理解AlexNet网络​​​​​​​

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