CNN backbone 总结笔记

最新推荐文章于 2025-05-24 17:27:52 发布

Liu, Xu

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分类专栏：概念总结

算是一篇梳理backbone的总结笔记，前面部分不少内容都是照搬 reference 2 的，稍微总结了一下里面的内容，后面增加了其中遗漏的以及今年新出的网络（FPN，Hourglass，ResNeXt，DCN，DPN，SENet，MobileNet v3），用了很多网图，联系侵删；

Reference:

1. https://arxiv.org/pdf/1908.03673.pdf，19年8月的目标检测硬核综述；

2. https://www.cnblogs.com/silence-cho/p/11620863.html，backbone总结的很细致了，强烈推荐；

下图是目标检测的发展历程，可以看到其中backbone对于其发展起到了至关重要的作用，大多数milestone都有在backbone上有新的创新。

其发展方向主要有三种类型：

1. 深度：网络层数增加，VGG -> ResNet -> ResNeXt

2. 模块化：GoogLeNet系列，ResNeXt（Inception 结构）

3. 轻量：MobileNet系列，ShuffleNet；

一些比较早的网络结构大致了解一下即可。

AlexNet：
- 分为上下两部分卷积，因算力不足分别放在两块GPU上；
- 使用ReLU替代Sigmoid，有效缓解了梯度消失问题；
- 使用局部相应归一化；
- 使用数据增广和dropput防止过拟合；

VGGNet：
- 结构简洁，5层卷积，3个全连接，softmax作为输出，层之间用max-pooling分开，隐层采用ReLU激活函数；
- 采用小卷积核（3x3）和多卷积核，减少参数也增加了非线性映射（增强表达能力）；
- 结论：局部响应归一化无增益；网络层数加深性能变好；多个小卷积核由于单个大卷积核；

GoogLeNet（Inception） v1：
- 引入inception结构，性能和vgg差不多但参数量少很多：既保持网络结构的稀疏性（减少参数，减轻过拟合），又能利用密集矩阵的高计算你性能，Inception网络结构的主要思想是寻找用密集成分来近似最优局部稀疏连接；
- 加深的基础上加宽，使用稀疏的网路结构又能产生稠密的数据；
- 采用不同大小的卷积核获得不同大小的感受野，最后在channel上拼接实现不同尺度特征融合；
- 采用1x1卷积接一个ReLU，既减少计算量增加了非线性能力；
- 采用 average pool 替代全连接层；

GoogLeNet（Inception） v2：
- 用两个3*3卷积代替一个5*5卷积，降低参数量；
- 将滤波器大小nxn的卷积分解为1xn和nx1卷积的组合（7x7卷积相当于首先执行1x7卷积，然后在其输出上执行7x1卷积（在中度大小的特征图上效果较好，featuremap size 在12-20之间）；
- 将池化和卷积并行执行再合并，保持特征表示并降低计算量；