MobileNet V1 V2 V3系列总结

一、Mobilenet v1

MobileNet网络是由google团队在2017年提出的,专注于移动端或者嵌入式设备中的轻量级CNN网络。相比传统卷积神经网络,在准确率小幅降低的前提下大大减少模型参数与运算量。(相比vGG16准确率减少了0.9%,但模型参数只有vGG的1/32)
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1、亮点

  • Depthwise Convolution:大幅度减少了运算量和参数量
  • 增加超参数 \alpha 、\beta

2、细节

普通卷积

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dw卷积(特殊的一种组卷积),通常和pw卷积一起使用
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pointwise convolution
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两种卷积计算量对比:
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3、原论文实验效果

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4、存在问题

dw卷积部分卷积核参数的大部分数值为0,被浪费掉,没起到作用。

二、MobileNet v2

MobileNet v2网络是由google团队在2018年提出的,相比MobileNet v1网络,准确率更高,模型更小。
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1、亮点

  • 倒残差结构:Inverted Residuals
  • Linear Bottlenecks

2、细节

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倒残差结构的最后一个1*1卷积降维的时候使用了线性激活函数,解释如下图所示:
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注意:不像resnet每个残差块都有shortcut,而是当stride=1且输入特征矩阵与输出特征矩阵shape相同时才有shortcut连接
网络结构:(t是1 * 1卷积的 升维倍数)
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3、原论文实验效果

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三、MobileNet v3

2019年提出
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1、亮点

  • 更新Block(bneck):加入SE模块、更新激活函数
  • 使用NAS搜索参数(Neural Architecture Search)
  • 重新设计耗时层结构

2、细节

Bneck降维1*1之前没有使用激活函数(不同于v2)
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SE模块
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swish替换为h-swish,sigmoid替换为h-sigmoid
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MobileNetV3-Large 模型结构
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MobileNetV3-Small 模型结构
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3、原论文实验效果

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### MobileNet 模型参数数量与架构分析 #### 参数量概述 MobileNet 是一种专为移动和嵌入式设备设计的高效卷积神经网络。通过采用深度可分离卷积技术,显著减少了计算成本并降低了模型复杂度[^2]。 #### 架构特点 MobileNet 的核心创新在于使用了深度可分离卷积替代传统卷积操作。具体来说: - **深度卷积(Depthwise Convolution)**:对输入特征图每个通道独立执行卷积运算。 - **逐点卷积(Pointwise Convolution)**:利用 $1 \times 1$ 卷积核融合来自不同通道的信息。 这种组合方式使得每层所需的乘法累加次数大幅减少,在保持较高精度的同时极大压缩了模型规模[^1]。 #### 参数统计 对于原始版本 MobileNet V1 来说,其典型配置下的总参数数目大约为 4.2 百万左右。这一数值远低于同期其他主流 CNN 结构如 ResNet 或 Inception 系列所拥有的数千万乃至上亿级别参数量[^4]。 以下是 Python 实现用于展示如何获取 MobileNet v1 的参数总量: ```python import tensorflow as tf model = tf.keras.applications.MobileNet(input_shape=(224, 224, 3), include_top=True, weights='imagenet') total_params = model.count_params() print(f'MobileNet V1 total parameters: {total_params}') ``` 随着后续改进版 MobileNet V2 和 V3 的推出,虽然增加了部分新特性(例如倒残差结构、线性瓶颈等),但在整体框架下依然维持着较低水平的参数密度,从而继续保留了良好的运行效率优势[^5]。
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