ImageNet 2017夺冠架构SENet

本文为国内自动驾驶创业公司Momenta联合机器之心推出的CVPR2017精彩论文解读专栏,深入剖析计算机视觉领域的最新研究进展,聚焦于自动驾驶技术的核心算法。

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### SENet 架构图及相关说明 SENet(Squeeze-and-Excitation Network)的核心在于其提出的 SE 块(Squeeze-and-Excitation Block),该模块能够增强模型对不同通道特征重要性的感知能力。以下是关于 SENet架构及其可视化相关内容。 #### 1. Squeeze 和 Excitation 过程 SENet 的核心思想是通过 **挤压(Squeeze)** 和 **激励(Excitation)** 来重新校准通道间的权重,从而突出重要的特征并抑制不重要的部分。具体过程如下: - **Squeeze**: 对于输入的特征图 \( X \in \mathbb{R}^{H \times W \times C} \),全局平均池化操作将其压缩成一个一维向量 \( z_c \in \mathbb{R}^C \)[^2]。 - **Excitation**: 使用两个全连接层来学习每个通道的重要性权重。第一个全连接层将维度降低到 \( C/r \) (\( r \) 是缩减比例),第二个全连接层恢复原始维度 \( C \) 并应用激活函数(通常为 sigmoid)。最终得到一组权重 \( w_c \in [0, 1]^C \)[^3]。 最后,这些权重被用来加权原特征图的不同通道。 #### 2. 结合其他网络架构 SENet 可以轻松嵌入现有的深度卷积神经网络中,例如 ResNet 或 Inception 网络。以下是一些常见的组合方式: - **SE-Inception**: 将 SE 块应用于 Inception 模块中的每一个子分支[^3]。 - **SE-ResNet**: 在残差模块中加入 SE 块,在恒等映射与非恒等映射相加前完成通道重校准。 #### 3. 图形表示 虽然无法直接提供图片文件,但可以描述一些常见图形的内容以及如何绘制它们: - **SE 块流程图**: 显示输入特征图经过 Global Average Pooling 后进入 Fully Connected 层的过程,随后返回权重并与原特征图逐通道相乘。 - **SE-ResNet 模块图**: 描述标准 ResNet 中增加 SE 块的位置,即在跳跃连接之前的处理阶段。 如果需要实际绘图工具推荐,Matplotlib、PyTorch 自带的 TensorBoard 或者专门用于 NN-Viz 的软件如 Netron 都是非常不错的选择。 ```python import torch from torchvision import models from torchviz import make_dot # 加载预训练 SE-ResNet50 模型作为例子 se_resnet = models.resnext50_32x4d(pretrained=True) # 创建虚拟数据并通过模型一次正向传播 dummy_input = torch.randn(1, 3, 224, 224) output = se_resnet(dummy_input) # 绘制计算图 dot = make_dot(output, params=dict(se_resnet.named_parameters())) dot.render("se_resnet_graph", format="png") # 输出为 PNG 文件 ``` 上述代码片段展示了如何利用 `torchviz` 库生成 PyTorch 模型的计算图,并保存为图像文件形式。 --- ###
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