“看懂”卷积神经网(Visualizing and Understanding Convolutional Networks)(转载)

Visualizing and Understanding Convolutional Networks(精读) 一.文献名字和作者      Visualizing and Understanding Convolutional Networks, ECCV2014     二.阅读时间     2014年11月11日 三.文献的目的     可视化CNN学习到的特征,并且从这些特征中找到改进神经网络的结构的方法。 四.文献的贡献点 4.1 特 阅读详情

在所有深度网络中,卷积神经网和图像处理最为密切相关,卷积网在很多图片分类竞赛中都取得了很好的效果,但卷积网调参过程很不直观,很多时候都是碰运气。为此,卷积网发明者Yann LeCun的得意门生Matthew Zeiler在2013年专门写了一篇论文,阐述了如何用反卷积网络可视化整个卷积网络,并进行分析和调优。由于课题研究需要使用卷积网,本人凭自己的理解将该文翻译成了中文,内容没有严格对齐原文,水平有限,难免出现大量错误,请大家包涵。

        简单总结本文内容:当输入一张图片到卷积网中时,网络会逐级产生特征,但究竟是图片中的哪一部分刺激网络产生了特定特征,没法直接得到;作者想到了一种办法:将产生的特征通过反卷积技术,重构出对应的输入刺激,而重构的刺激只会显示真正有用东西,作者就可以通过分析这些信息来分析模型,实现模型调优。

原文地址:http://arxiv.org/pdf/1311.2901.pdf

             

        









CNN入门必读经典:Visualizing and Understanding Convolutional Networks 本文主要是借助deconvnet来可视化卷积网络,这对于理解卷积网络还是非常重要的,同时本文又是13年ImageNet分类任务的冠军。 代码: https://github.com/guruucsd/CNN_visualization1 Deconvolution首先我们先对Deconvolution有个了解,这里推荐知乎里面的一个回答: http://zhihu.com/question/4 阅读详情

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B. Palm", title = "Prediction as a candidate for learning deep hierarchical models of data", year = "2012",}```Contact: rasmusbergpalm at gmail dot comDirectories included in the toolbox-----------------------------------`NN/` - A library for Feedforward Backpropagation Neural Networks`CNN/` - A library for Convolutional Neural Networks`DBN/` - A library for Deep Belief Networks`SAE/` - A library for Stacked Auto-Encoders`CAE/` - A library for Convolutional Auto-Encoders`util/` - Utility functions used by the libraries`data/` - Data used by the examples`tests/` - unit tests to verify toolbox is workingFor references on each library check REFS.mdSetup-----1. 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plot(cnn.rL);assert(er<0.12, 'Too big error');```Example: Neural Networks---------------------```matlabfunction test_example_NNload mnist_uint8;train_x = double(train_x) / 255;test_x = double(test_x) / 255;train_y = double(train_y);test_y = double(test_y);% normalize[train_x, mu, sigma] = zscore(train_x);test_x = normalize(test_x, mu, sigma);%% ex1 vanilla neural netrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples[nn, L] = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.08, 'Too big error');%% ex2 neural net with L2 weight decayrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.weightPenaltyL2 = 1e-4; % L2 weight decayopts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex3 neural net with dropoutrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.dropoutFraction = 0.5; % Dropout fraction opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex4 neural net with sigmoid activation functionrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.activation_function = 'sigm'; % Sigmoid activation functionnn.learningRate = 1; % Sigm require a lower learning rateopts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex5 plotting functionalityrand('state',0)nn = nnsetup([784 20 10]);opts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through datann.output = 'softmax'; % use softmax outputopts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samplesopts.plot = 1; % enable plottingnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex6 neural net with sigmoid activation and plotting of validation and training error% split training data into training and validation datavx = train_x(1:10000,:);tx = train_x(10001:end,:);vy = train_y(1:10000,:);ty = train_y(10001:end,:);rand('state',0)nn = nnsetup([784 20 10]); nn.output = 'softmax'; % use softmax outputopts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samplesopts.plot = 1; % enable plottingnn = nntrain(nn, tx, ty, opts, vx, vy); % nntrain takes validation set as last two arguments (optionally)[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');```[![Bitdeli Badge](https://d2weczhvl823v0.cloudfront.net/rasmusbergpalm/deeplearntoolbox/trend.png)](https://bitdeli.com/free "Bitdeli Badge")

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2014wzy
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