深度学习论文理解3:Flexible, high performance convolutional neural networks for image classification

本文是11年Dan C.Ciresan的作品,主要贡献是提供了一种快速,全GPU部署的CNN计算框架,通过快速的GPU计算可以让作者尝试相对以前的神经网络更深的CNN,而且是仅仅使用监督学习的方式。

本来不想写本文的总结的,但是最近看了ImageNet上取得好成绩的网络,都是通过GPU(caffe,convnet)部署,仅仅通过监督学习的方式来训练更加深的CNN,所以打算总结一下本文,作为在GPU上通过监督学习来训练深度CNN的开篇(Dan不是第一个使用GPU计算CNN的,个人见解)。

一,介绍

……尽管在硬件上的进步,计算速度仍然是限制CNN发展的一个主要瓶颈。为了系统性地测试各种结构的影响,本文提供了一种快速GPU部署CNN框架。之前的GPU部署CNN都是为了满足GPU硬件的限制,或者使用一般的函数库,然而我们的GPU部署比较灵活而且是on-line的权值学习方式。我们的部署允许训练CNN时间是以天为单位,而不是月;这样我们可以探索更大的参数空间,研究各种结构的影响。

二.CNN

 2.1卷积层

C层的参数=f(特征图大小,特征图个数,filter尺寸,跳跃间隔因子,连接表)

采用valid的卷积方式,卷积后特征图大小关系,如下式:


n代表层数,M代表每层特征个数,x,y分别代表特征图的长宽。K代表filter,S代表跳跃间隔数。(貌似上面公式并不具有普遍性,因为自己在后面的一些论文用此公式是map的尺寸和公式的结果不一样,估计可能是和Stride的定义有关,再有就是填充像素的原因)

2.2 max-Pooling层

相比mean-Pooling,max-Pooling能够较快的收敛,选择更加具有不变性的特征,而且还能够增加泛化能力。Max-Pooling能够在更大的局域上具有不变性,下采样(降维)特征图按照Kx和Ky倍数。

2.3 分类层

需要选择Filter尺寸,

### 回答1: 卷积神经网络 (Convolutional Neural Networks, CNN) 是一种常用于文本分类的深度学习模型。它通过卷积和池化层来提取文本中的特征,并使用全连接层来进行分类。 CNN 的一个优点是能够处理变长的输入,并且不需要对文本进行预处理。 ### 回答2: 卷积神经网络是一种深度学习方法,用于对文本进行分类。在训练过程中,这种网络可以自动学习输入数据的特征表示。卷积神经网络中的卷积层可以识别输入中的局部模式,这些局部模式组合起来形成更高级别的特征,最终帮助分类器确定类别。对于文本分类问题,卷积神经网络的输入是文本的词嵌入向量,可以从先验知识中自动学习特征。 在一些文本分类任务中,卷积神经网络已经取得了很好的表现。文本分类任务通常被分为两种类型:二元分类和多分类。二元分类任务是指将数据分为两类,例如垃圾邮件和非垃圾邮件。多类分类任务是指将数据分为多类,例如新闻分类。在这两种任务中,卷积神经网络都能够进行有效的分类。 对于二元分类任务,卷积神经网络可以使用一个输出节点,并使用 sigmoid 激活函数将输入映射到 0 到 1 之间的概率。对于多分类任务,卷积神经网络可以使用多个输出节点,每个节点对应一个类别,并使用 softmax 激活函数将输入映射到 0 到 1 之间,并且所有输出节点的和为 1。 要训练卷积神经网络进行文本分类,需要对模型进行三个主要的训练步骤。首先,需要构建词嵌入矩阵,该矩阵将文本中的每个词都映射到一个向量。然后,需要将文本数据转换为卷积神经网络所需的格式。最后,需要对模型进行训练,并根据测试数据进行评估。 总之,卷积神经网络已经被证明是一种强大的工具,可以用于文本分类等任务。在处理文本数据时,卷积神经网络可以自动学习输入数据的特征表示,并使用这些特征来确定文本的类别。 ### 回答3卷积神经网络CNN)是一种深度学习模型,它在图像识别、计算机视觉和自然语言处理中表现出色。最近几年,CNN 在句子分类中也获得了很大的成功。 CNN 句子分类模型的输入是一个序列,输出是类别标签。与传统的 RNN 模型不同之处在于,CNN 可以使每个神经元只能捕获一个固定大小的区域的特征,从而加快模型的训练和降低了模型的复杂度。 CNN 句子分类模型的基本架构包括词嵌入层、卷积层、池化层和全连接层。词嵌入层将输入的文本转化为向量表示。卷积层通过滑动窗口对输入的序列进行卷积操作,提取出局部特征。池化层在每个滑动窗口上提取出一个最大值或平均值,进一步降低维度。最后,全连接层将提取出的特征传递到输出层进行分类。 CNN 句子分类模型的优点在于它可以处理不定长的文本序列,并在仅有少量特征的情况下表现出色。但是,CNN 模型的缺点在于不善于处理长期依赖关系,例如情感分析中的Irony识别。为了解决这个问题,可以引入 RNN 或 Transformer 等模型。 总的来说,CNN 模型为句子分类问题提供了一个简单有效的解决方案。在实践中,需要根据具体的任务选择合适的模型结构和参数设置,才能取得最佳效果。
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