DropBlock: A regularization method for convolutional networks

DropBlock是一种新的正则化方法,旨在防止卷积神经网络过拟合。它通过在特征图上选择区域进行归零操作,鼓励网络学习鲁棒特征。与传统的dropout主要应用于全连接层不同,DropBlock直接作用于卷积层,通过调整block_size、γ和keep_prob等参数实现有效正则化。实验证明,DropBlock能显著提高网络的泛化性能,尤其是在block_size为7*7时效果最佳。

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arxiv上一篇新文章,讲如何在卷积层进行dropout来防止网络过拟合。

原来的dropout方法多是作用在全连接层上,在卷积层应用dropout方法意义不大。文章认为是因为每个featuremap的位置都有一个感受野范围,仅仅对单个像素位置进行dropout并不能降低featuremap学习的特征范围,也就是说网络仍可以通过该位置的相邻位置元素去学习对应的语义信息,也就不会促使网络去学习更加鲁邦的特征。

既然单独的对每个位置进行dropout并不能提高网络的泛化能力,那么很自然的,如果我们按照一块一块的去dropout,就自然可以促使网络去学习更加鲁邦的特征。思路很简单,就是在featuremap上去一块一块的找,进行归零操作,类似于dropout,叫做dropblock。在这里插入图片描述
上图就是论文整体思想介绍。dropblock有三个比较重要的参数,一个是block_size,用来控制进行归零的block大小;一个是 γ \gamma γ,用来控制每个卷积结果中,到底有多少个channel要进行dropblock;最后一个是keep_prob,作用和dropout里的参数一样。

论文用翔实的实验

<think>嗯,用户问的是drop block应该放在卷积层之后、池化层之前吗?这个问题需要仔细分析。首先,我得回忆一下DropBlock的原理和应用场景。DropBlock和传统的Dropout不同,它不是随机丢弃单个神经元,而是丢弃连续的区域,这样在卷积层中能更有效地正则化,防止空间相关的特征过拟合。 接下来,考虑卷积神经网络的结构。卷积层之后通常会跟着激活函数,然后是池化层。比如常见的结构是Conv -> ReLU -> Pooling。DropBlock的作用是防止过拟合,所以应该放在哪里才能最大化其效果呢? 假设放在卷积层之后,也就是激活函数之后,池化层之前。这样的话,DropBlock在特征图上丢弃一些区域,可能帮助网络不依赖特定的局部特征,增强泛化能力。然后池化层再进行下采样,可能会进一步压缩信息,保留更重要的特征。 不过,也有另一种可能性,放在池化层之后。但池化本身已经减少了空间尺寸,如果这时候再用DropBlock,可能丢弃的信息更多,影响模型的学习能力。尤其是深层网络,特征图尺寸较小,这时候DropBlock可能效果不佳。 然后需要查阅相关资料。比如原论文中,DropBlock通常应用在卷积层的激活之后,例如在ResNet中,会放在每个卷积块的最后,也就是池化之前。因为池化操作可能会传播被丢弃区域的影响,从而增强正则化效果。 另外,考虑到池化层的作用是降维和保持平移不变性,如果在池化之前使用DropBlock,可以确保在保留重要特征的同时,丢弃一些不重要的区域,这样池化后得到的特征更鲁棒。 不过,实际应用中可能因网络结构而异。有些研究可能在池化后也加入DropBlock,但根据原论文的设计,更常见的是在卷积层之后,池化层之前。 还需要考虑参数设置,比如block_size和keep_prob。较大的block_size适合较大的特征图,可能在深层需要调整。如果放在池化之后,特征图变小,可能需要调整block_size,否则丢弃的区域占比过大。 总结来说,放在卷积层之后、池化层之前是更合理的,这样可以在保留空间信息的同时进行有效的正则化,帮助池化层提取更稳健的特征。</think>DropBlock是一种针对卷积神经网络设计的正则化方法,其核心思想是通过丢弃**连续区域的特征图块**(而非传统Dropout的随机独立神经元),从而更有效地抑制过拟合。关于其放置位置,需结合原理和网络结构逐步分析: --- ### **1. DropBlock的设计动机** - **空间相关性**:卷积层的输出特征图具有空间相关性(相邻像素共享语义信息),传统Dropout难以有效破坏这种关联性。 - **特征鲁棒性**:通过丢弃局部连续区域,迫使网络学习更全局、鲁棒的特征,避免依赖局部噪声或特定纹理。 --- ### **2. 典型放置位置分析** #### **选项1:卷积层之后,池化层之前** - **优点**: - 在池化前丢弃特征图块,池化操作(如MaxPooling)会放大“缺失区域”的影响,增强正则化效果。 - 保留完整的空间信息供池化层筛选重要特征。 - **示例结构**: ```python Conv2D → ReLU → DropBlock → MaxPooling ``` #### **选项2:池化层之后** - **缺点**: - 池化会缩小特征图尺寸,此时丢弃区域可能覆盖过大比例的有效信息(尤其是深层网络)。 - 池化后的特征已压缩,此时正则化效果减弱。 --- ### **3. 原论文与实验验证** - **论文结论**([DropBlock: A regularization method for convolutional networks](https://arxiv.org/abs/1810.12890)): - 在ResNet-50中,DropBlock被插入**每个残差块末尾**(即卷积层后、池化层前)。 - 对分类任务效果显著,且对超参数(如`block_size`和`keep_prob`)敏感。 --- ### **4. 实践建议** - **默认位置**:**卷积层激活后,池化层前**(如`Conv → ReLU → DropBlock → Pooling`)。 - **参数调整**: - 浅层网络:特征图尺寸较大,可设置较小的`block_size`(如3x3)。 - 深层网络:特征图尺寸较小,需减小`block_size`或降低丢弃比例`keep_prob`。 - **替代方案**:若需进一步抑制过拟合,可在多个卷积层后重复使用DropBlock。 --- ### **总结** DropBlock应优先放置在**卷积层之后、池化层之前**,以最大化其正则化效果。实际应用中需根据特征图尺寸和任务需求调整参数。
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