经典分类模型回顾4-Resnet实现图像分类（matlab）

ResNet（Residual Network）是由Microsoft Research团队提出的一种深度卷积神经网络结构，它在ImageNet图像分类比赛中获得了第一名的成绩。ResNet的主要特点是引入了残差块（Residual Block）的概念，使得网络可以更深，并且训练效果更好。

在ResNet中，残差块是由两个卷积层和一个恒等映射（Identity Mapping）组成。恒等映射是指输入和输出相同，即输出是输入加上一个恒定的偏移量。

当网络层数较深时，传统的卷积神经网络容易出现梯度消失和梯度爆炸的问题，ResNet通过引入残差块，使得信息可以直接从输入层传递到输出层，从而解决了这个问题。

在图像分类任务中，ResNet的输入是一张图像，输出是一个向量，表示这张图像属于每个类别的概率。为了训练ResNet，需要准备一个有标签的数据集，对于每张图像，需要将其标签转化为对应的向量形式，例如对于有10个类别的图像分类任务，标签为1的图像的向量表示为[0,1,0,0,0,0,0,0,0,0]，标签为2的图像的向量表示为[0,0,1,0,0,0,0,0,0,0]，以此类推。

ResNet在ImageNet图像分类比赛中的表现证明了它在处理大规模图像分类问题时的可靠性和高效性，成为了深度学习领域中一个重要的里程碑。

ResNet是深度学习领域中的一种非常流行的卷积神经网络模型，它在解决深度神经网络中梯度消失问题的同时，也在各种计算机视觉任务中取得了非常好的性能。

 

在Matlab中，我们可以使用内置的Deep Learning Toolbox来实现ResNet模型进行图像分类。具体步骤如下：

 

1. 准备数据集：我们需要有一个包含图像和对应标签的数据集。可以使用Matlab自带的ImageDatastore类或者自己编写代码来读取数据集。

 

2. 定义网络结构：我们可以使用Matlab内置的resnet18、resnet50等网络结构，也可以自己编写ResNet网络结构。这里以使用内置的resnet50网络为例：

 

```matlab

net = resnet50;

```

 

3. 进行训练：使用trainNetwork函数进行训练，我们需要指定训练数据、网络结构、损失函数、优化器等参数。代码示例：

 

```matlab

imds = imageDatastore('path/to/training/images','IncludeSubfolders',true,'LabelSource','foldernames');

 

net = resnet50;

net.Layers

 

layersTransfer = net.Layers(1:end-3);

 

numClasses = numel(categories(imds.Labels));

 

layers = [

    layersTransfer

    fullyConnectedLayer(numClasses,'WeightLearnRateFactor',20,'BiasLearnRateFactor', 20)

    softmaxLayer

    classificationLayer];

 

options = trainingOptions('sgdm',...

    'MiniBatchSize',10,...

    'MaxEpochs',20,...

    'InitialLearnRate',1e-3,...

    'Verbose',false);

 

net = trainNetwork(imds,layers,options);

```

 

4. 进行预测：使用classify函数进行预测，给出一个新的图像，ResNet会将它分类到不同的类别中。代码示例：

 

```matlab

im = imread('path/to/test/image.jpg');

 

label = classify(net,im);

 

disp(label);

```