1. 深度CNN的架构设计
2. 网络深度化的优势分析
二、经典深度网络架构演进
1. VGG:深度堆叠
2. GoogLeNet:横向扩展
3. ResNet(残差网络):跨越连接
三、深度学习的高速化技术
1. GPU
2. 分布式学习
3. 运算精度
四、深度学习的多样化应用
1. 物体检测与图像分割
2. 多模态与图像描述
3. 生成模型与强化学习
五、深度学习的未来展望
1. 风格迁移
2. 自动驾驶的环境感知
3. Deep Q-Network(强化学习)
总结
构建了一个比之前更深的CNN网络
网络结构:
核心技术特征:
通道数增长模式:
16 → 16 → 32 → 32 → 64 → 64随着网络深度增加,通道数逐步扩大,增强了网络的表达能力。
参数效率提升:
通过叠加多个3×3小型滤波器,可以替代单个5×5大型滤波器,显著减少参数数量:
感受野(receptive field,给神经元施加变化的某个局部空间区域)扩展:叠加的3×3滤波器能够建立与大型滤波器相同的感受野,同时引入更多的非线性变换,增强模型表达能力。
分层特征学习:深度网络能够将复杂问题分解为层次化的简单子问题:
架构特点:
设计哲学:依据深度堆叠小型滤波器,在保持感受野的同时减少参数数量,证明了网络深度对性能的关键影响。
Inception结构:在同一层级使用多种尺寸的滤波器(1×1, 3×3, 5×5),并行处理并融合结果,增加通道数。
技术优势:
残差学习:引入快捷连接(skip connection),学习残差映射F(x) = F(x) + x,而非直接学习F(x)。
核心创新:
解决的关键问题:
性能对比:
技术基础:
多GPU训练:
大规模分布式:100个GPU可实现56倍加速,将7天的训练缩短至3小时。
精度与效率的平衡:
R-CNN系列:
全卷积网络(FCN):
NIC模型(CNN+RNN):
技术意义:构建了从像素到语义的跨越,展示了深度学习在困难认知任务上的潜力。
生成对抗网络(GAN):
SegNet等分割网络:
从监督到无监督:
潜在价值:减少对标注数据的依赖,解锁更大规模数据的学习潜力。
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