图像分类之经典卷积神经网络AlexNET、VGG、GoogLeNet、ResNet和DenseNet

本文介绍了卷积神经网络(CNN)的架构模型及其核心思想,包括权值共享、局部连接和平移不变性。接着详细探讨了五个经典的CNN架构:LeNet、AlexNet、VGGNet、GoogLeNet和ResNet,以及它们的特点和优势。每个模型的结构、设计原理和在深度学习历史上的贡献都有所阐述。

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1、CNN的架构模型

  CNN是一种前馈网络,即信息流从输入到输出都是单向的。正如人工神经网络(ANN)是受生物学启发的,CNN也是。大脑的视觉皮层由简单细胞和复杂细胞交替组成(Hubel & Wiesel, 1959, 1962),这激发了他们对CNN架构的设计。CNN的架构有多种变体,通常,它们由卷积层和池化层(subsampling)组成,这些层被分组成模块。在前馈网络中,最后会连接一层或多层全连接层。这些模块通常堆叠在一起,形成一个深层模型。
在这里插入图片描述
  图像直接输入到CNN网络中,接下来是几个阶段的卷积和池化,然后,经过一层或多层全连接层的特征表示,最后,经过一个完全连接层输出类标签。

  从科学技术发展角度看,CNN经典框架的发现深受生物神经科学的发展,通过这篇博文《CNN简史》,我们会发现,现代人工神经网络受生物研究的影响可能比我们想象中的还要大。从中可以得到CNN的三个重要思想:a、权值共享 ; b、局部连接(也叫稀疏连接) ; c、平移不变性和等变性
  1.1、权值共享
在这里插入图片描述
  特性:使用卷积核的权重系数进行

alexnetvgg16、resnet101densenet161是流行的图像分类模型。这些模型在ImageNet数据集上进行了训练,并在深度学习领域中取得了显著的成就。 AlexNet是第一个在ImageNet上取得重大突破的深度卷积神经网络模型。它具有较少的层次结构,但通过使用更多的卷积参数来增加模型的复杂性,使其能够更好地对图像进行分类。然而,由于其较浅的结构,在更复杂的任务上可能性能不如其他模型。 VGG16是由牛津大学的研究人员开发的一个深度卷积神经网络模型。它的主要特点是具有很深的卷积小的3x3卷积核。VGG16在ImageNet上取得了很好的性能,但由于其巨大的模型大小,训练推理的时间计算资源成本较高。 ResNet101是一个非常深的残差网络模型,利用残差单元来解决深度网络的退化问题。这意味着它可以更好地处理网络深度增加时的梯度消失梯度爆炸问题。ResNet101在ImageNet上达到了非常高的精度,是目前最先进的图像分类模型之一。 Densenet161是一个密集连接的卷积神经网络模型。它通过每个层连接所有前面层的输出,使得信息可以更好地流动,从而提高了网络的性能。Densenet161在ImageNet上表现出了很好的性能,但与其他模型相比,它的模型大小计算资源成本也较高。 综上所述,这些模型各有优劣。AlexNet相对较简单,但性能较弱;VGG16在性能上表现不错,但模型较大;ResNet101具有非常深的结构高精度;Densenet161通过密集连接优化了信息流动。选择模型应根据具体任务需求计算资源的可用性来决定。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [ImageNet:这样就可以对ImageNet数据集上的流行模型架构(例如AlexNet...vggresnet,squeezenet,densenet)](https://download.youkuaiyun.com/download/weixin_42179184/18522395)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [人工智能详细笔记(第二节课):CNN AlexNet NIN VGG GoogleNet ResNet DenseNet(初学者友好版本)](https://blog.youkuaiyun.com/hanmo22357/article/details/129375218)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]
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