1.轻量级网络论文-MobileNetv1 详解
2.Mobilenet V2 TensorFlow 代码解读
3.轻量级网络MobileNet v1 v2 v3论文完全解析
4.CNN模型之MobileNet
5.MobileNetV1-V3结构解读及代码解析
6.MobileNet v1 和 MobileNet v2
轻量级网络论文-MobileNetv1 详解
MobileNets论文提出了一种轻量级深度神经网络模型,模码其核心是型源深度可分离卷积架构(DW+PW卷积)。相较于传统卷积,模码深度可分离卷积的型源计算成本(FLOPs)更小,论文通过理论证明并实验证明了这一优势。模码
标准卷积和分组卷积的型源麻将公众号源码计算过程被详细解析,包括滤波器在输入特征图上的模码移动、相乘累加等操作。型源分组卷积通过将输入特征图按通道分组,模码分别进行卷积,型源减少了计算复杂度,模码计算量和参数量相比常规卷积减少为1/g(g为分组数)。型源深度可分离卷积则进一步将卷积分为Depthwise(DW)卷积和Pointwise(PW)卷积两部分,模码DW卷积保留输入特征图的型源通道数,PW卷积融合通道信息,模码显著降低计算量和参数量。
深度可分离卷积的计算量计算公式表明,相较于标准卷积,深度可分离卷积计算量减少了约g倍。这一特性使得MobileNets在保持性能的同时,达到轻量级的效果,适用于移动端和嵌入式设备。
MobileNets结构包括深度可分离卷积Block,每个Block包含带BN和ReLU的标准卷积层与深度可分离卷积层。Block结构图展示了深度可分离卷积在模型中的分布。对于GPU平台,深度可分离卷积算子在数据读写量高但FLOPs低的情况下,因内存访存带宽限制,导致算力未充分利用。
宽度乘系数(宽度乘数)和分辨率乘系数(分辨率因子)是MobileNets模型大小和计算成本调整的关键参数。宽度乘数使得每一层网络均匀变薄,降低计算量和参数数量。分辨率乘数通过调整输入图像分辨率,减少表示,进一步降低计算成本。
MobileNets模型结构总结显示,宽度乘数和分辨率乘数允许构建更小、更快的模型,同时保持合理的精度、网络延迟和模型大小之间的权衡。模型结构定义包括深度可分离卷积、编写贪吃蛇大作战源码宽度乘数和分辨率乘数的应用。
实验部分展示了MobileNets模型在Stanford Dogs dataset、大规模地理分类、人脸属性分类和COCO数据集上目标检测任务的性能,与Inception V3、GoogleNet、VGG等模型相比,MobileNets模型在计算量大幅减少的情况下,精度几乎不变。
结论指出,MobileNets模型架构基于深度可分离卷积,通过宽度乘数和分辨率乘数构建更小、更快的模型,同时保持合理的精度。论文最后展示了MobileNets模型在不同任务上的有效性。
Mobilenet V2 TensorFlow 代码解读
Mobilenet V2的结构在深度学习领域广受欢迎,其设计旨在平衡速度和准确度。相较于Mobilenet V1,V2在结构上进行了一系列优化。V1的特征在于将传统的卷积结构替换为深度卷积与点卷积结构,通过深度卷积对输入特征的每个通道进行独立处理,而点卷积则负责整合通道信息。这种结构在减少计算量的同时,保留了较好的特征表示能力。
深度卷积结构在输入特征上进行独立处理,计算量为H*W*C*h*w,相较于普通卷积的计算量H*W*C*k*h*w,减少了量级。点卷积作为后续操作,对深度卷积得到的特征进行整合,其计算量为H*W*C*k*1*1。
Mobilenet V2在V1的基础上,对ReLU激活函数的使用进行了调整,以防止信息丢失。对于通道数较少的层,作者建议使用线性激活,以避免ReLU带来的低维度数据坍塌问题。
在结构对比上,Mobilenet V2引入了瓶颈层和扩张维度的概念,通过先扩张维度,静默活体检测安卓工程源码后进行深度卷积和点卷积,最后再压缩维度,来实现特征的高效提取。这种结构在保持参数量的同时,提高了模型的性能。
代码解读部分涉及的文件包括mobilenet_v2.py、mobilenet.py、conv_blocks.py等。mobilenet_v2.py实现V2结构,mobilenet.py则包含基础结构,而conv_blocks.py实现特殊卷积结构。代码调用流程由mobilenet_v2.py的入口函数决定,主要通过V2_DEF字典传递网络结构的设置。
深度乘数(depth_multiplier)参数用于调整每一层的通道数,实现通道的扩张或压缩。arg_scope参数在V2_DEF和训练范围中分别设置,以影响BN参数对网络架构的影响,同时针对conv2d和separable_conv2d分别设置了权重正则化参数。
网络调用示例包括训练和推理代码,未采用传统pooling下采样方式,而是利用stride=2进行下采样。训练模型时使用指数移动平均可以显著提升精度,这一现象颇为出乎意料。
轻量级网络MobileNet v1 v2 v3论文完全解析
轻量化模型MobileNet系列由Google于年提出,旨在满足移动端设备的高效计算需求。MobileNetV1通过将标准卷积替换为深度可分离卷积,显著减少了计算量与参数量,实现轻量化。深度可分离卷积的机制类似吃汉堡包,先逐层舔(深度wise),再一口咬(点wise),相较于3x3标准卷积,可减少约9倍的计算量。
为提高模型性能,MobileNetV2引入了Inverted residuals与shortcut机制。Inverted residuals采用先“扩张”通道数,再“压缩”的策略。1*1的“扩张”层用于提升通道数,3*3卷积层提取特征,最后1*1层“压缩”回原大小,5日均线变色公式源码减少计算量。同时,实验表明参数量与计算量下降至标准卷积的九分之一到八分之一,而准确率仅损失1%。
MobileNetV3进一步进化,集成了SE-NET与h-swish激活函数。SE注意力机制通过全局平均池化与全连接层,对特征通道进行加权处理,增强模型对重要通道的敏感性。h-swish激活函数简化了sigmoid操作,提升了运算速度。移除V2中的瓶颈层连接,降低参数量与推理耗时%,几乎无精度损失。两个版本适用于不同场景,Small版本轻量级,Large版本性能更强。
MobileNetV3的结构特色包括:具有线性瓶颈的逆残差结构、深度可分离卷积、轻量级注意力模型与h-swish激活函数的集成。SE代表是否使用通道注意力机制,NL代表激活函数类型(HS或RE),NBN表示无批量归一化,S为步长。这些设计共同构成了MobileNetV3高效、灵活的架构,为移动端提供高性能的神经网络解决方案。
CNN模型之MobileNet
卷积神经网络(CNN)已成为计算机视觉领域的主流应用,为提升分类准确度,模型深度和复杂度持续增加,如ResNet等网络层数可达层。然而,移动或嵌入式设备上应用如此复杂模型面临内存限制与低延迟需求,因此设计高效紧凑的CNN模型至关重要。MobileNet,由Google提出,聚焦于在保持性能的同时减小模型大小和提升速度。
MobileNet的核心是深度级可分离卷积(depthwise separable convolution),其结构源于Inception模型。这种卷积分解为两个操作:深度级卷积(depthwise)和点级卷积(pointwise)。楚贸安溯源码怎么弄深度级卷积针对每个输入通道使用不同的卷积核,简化为深度级别的操作。点级卷积采用1x1卷积核,进行通道间的融合。此结构减少了计算量和参数量,同时保持了与标准卷积相似的效果。
通过分析深度级可分离卷积与标准卷积的计算差异,可以明显看出,使用3x3卷积核时,深度级可分离卷积的计算量可减少约9倍。这种计算效率的提升,体现在模型的参数量和计算量上,显著优于复杂模型。
MobileNet的网络架构由3x3标准卷积起始,随后堆叠深度级可分离卷积,部分使用步长为2的下采样操作进行特征图降维。平均池化后,根据预测类别大小加入全连接层,最后使用softmax层。整个网络结构包含约层(不包括平均池化和softmax层),参数主要集中在1x1卷积和全连接层。
MobileNet的性能与GoogleNet和VGG相比,准确度略有下降,但计算量和参数量大幅减少,展现出在移动端应用的优越性。
为了适应不同设备的性能需求,MobileNet引入宽度缩放因子(width multiplier)和分辨率缩放因子(resolution multiplier),通过调整通道数和特征图大小来减小模型大小。这在一定程度上牺牲了性能,但可在准确性与计算量、模型大小之间找到平衡。
在TensorFlow中,实现MobileNet相对容易,利用nn库中的深度级卷积算子tf.nn.depthwise_conv2d。完整代码可以在GitHub上找到。
MobileNet的提出展示了在移动端应用中设计高效CNN模型的重要性。未来,将有更多类似的模型用于解决移动设备上的计算机视觉问题。
MobileNetV1-V3结构解读及代码解析
MobileNet系列模型作为轻量级图像分类解决方案,在工业互联网和移动端应用广泛。本文将解析MobileNetV1-V3的关键结构与代码实现,同时指导如何利用自己的数据集进行模型训练。
前言:
MobileNet系列模型以深度可分离卷积为核心,旨在提升移动端计算效率,同时保持分类性能。与传统卷积相比,深度可分离卷积通过分解操作,显著减少参数量和提高推理速度。
MobileNetv1:
深度可分离卷积将卷积过程分为深度卷积和逐点卷积两步。深度卷积对输入通道应用轻量级滤波器,逐点卷积计算输入通道的线性组合。与传统卷积相比,这种结构在保持性能的同时大幅度减少了计算量。
MobileNet v1整体结构与代码实现:
MobileNetv2:
MobileNetv2基于MobileNetv1进行改进,采用倒残差结构,即先升维再降维,通过深度可分离卷积提升模型精度。倒残差结构中,前后的1x1卷积层用以调整通道数,3x3深度卷积用于特征提取。同时,倒残差结构的最后使用线性激活避免信息损失。
MobileNetv3:
MobileNetv3引入了新的Block,包括SE模块和新的激活函数h-swish,以及通过NAS搜索优化模型结构。SE模块在深度可分离卷积后引入,实现通道级别的注意力机制,h-swish激活函数提高了量化效率和深层网络性能。
训练自己的数据集:
理解MobileNetV1-V3后,本文提供训练文件、损失函数和数据集配置指导。通过修改配置文件中的数据集名称和路径,可以轻松将模型应用于自己的数据集。训练文件几乎无需修改,关键在于调整部分参数以适应特定任务需求。
总结:
MobileNet系列模型以其轻量级和高性能特性,在图像分类领域有着广泛的应用。通过本文的解析和代码示例,读者能够深入理解MobileNetV1-V3的关键结构,并学会如何利用自己的数据集进行模型训练。
MobileNet v1 和 MobileNet v2
MobileNet v1和v2都是深度学习模型压缩中的重要里程碑,它们分别通过Depthwise Separable Convolution和额外的残差结构优化了模型的效率和精度。v1通过分离卷积(Depthwise Convolution)和点卷积(Pointwise Convolution)大幅减少了参数量和计算成本,使得在资源受限的设备上也能运行。v2在此基础上,引入了残差网络和Inverted Residual设计,解决了ReLU在通道数较少时的信息损失问题,优化了模型的性能。
传统卷积网络参数多,计算复杂,而v1的Depthwise Separable Convolution将参数降至[公式],计算量为传统卷积的[公式]。v2进一步通过Linear Bottlenecks和Inverted Residual,控制了信息损失,并在GPU上受限于cudnn的优化问题。在实践中,v1在MNIST上实验显示,尽管参数少,但性能略逊于传统卷积。
v2的改进在于残差结构和线性瓶颈,通过这些策略,模型的性能得以提升,尤其是在处理流形特征时。v2的结构复杂度如图9所示,其优化后的网络设计使得模型在压缩的同时保持了较高的性能,尤其在嵌入式设备上展现出优势。
MobileNet
MobileNet是一种轻量级的深度学习架构,旨在实现高性能和低资源消耗的模型。它在设计时考虑了计算效率和内存使用效率,特别适用于移动和嵌入式设备。该架构通过引入瓶颈块、深度可分离卷积等创新技术,显著提高了模型的计算效率。
MobileNet的核心创新是瓶颈块,它通过在深度卷积前加入一个1x1卷积层,大大降低了输入数据的维度,从而减少了后续深度卷积层的计算量。同时,这种设计还可以帮助模型学习到更紧凑、更具有代表性的特征表示。
激活函数在MobileNet中同样扮演着关键角色。它能够引入非线性,使模型具备更强大的特征表示能力。MobileNet采用了ReLU6作为激活函数,它限制了输出的上界,有助于加快训练速度,同时保持模型的精度。
在训练方面,MobileNet采用了层次化模型和端到端训练的策略。通过在不同层级上共享参数,模型能够在保持计算效率的同时,达到较高的性能。端到端训练则允许模型在训练过程中学习到最优的特征表示,而无需人工设计复杂的特征提取流程。
BottleNeck Block和深度可分离卷积是MobileNet架构中的两个关键组件。BottleNeck Block通过减少输入通道数来降低计算量,同时通过增加输出通道数来恢复特征表示的丰富性。深度可分离卷积则进一步优化了计算效率,它将传统卷积分解为先进行深度卷积(对通道进行操作)再进行空间卷积(对空间位置进行操作),从而大幅减少了参数量和计算量。
讨论与结论部分,MobileNet展示了其在多种视觉任务上的优越性能,包括图像分类、目标检测等。与之前的轻量级模型相比,MobileNet在保持较高精度的同时,显著降低了计算需求,使其成为移动和嵌入式应用的理想选择。通过不断优化架构设计,MobileNet为轻量级深度学习模型的发展开辟了新路径。
参考文献中包含了MobileNet研究的详细技术细节、实验结果以及与相关工作的比较分析,为后续研究者提供了宝贵的资源和启示。
轻量级网络-Mobilenet系列(v1,v2,v3)
本文聚焦于介绍轻量级网络的三大代表:Mobilenet V1、V2和V3。这些模型由Google为嵌入式设备设计,核心创新在于深度可分离卷积。
首先,深度可分离卷积是Mobilenet V1的关键,它将特征提取(深度卷积)和通道融合(点卷积)分开,如以3x3的深度卷积替代常规的较大卷积核,大大减少了参数量。举例来说,通过先进行个1x1卷积再用个1x1卷积,参数量显著降低。
其次,Bottleneck layer,源自ResNet,是通过1x1卷积将高维特征映射到低维,便于网络高效处理。而Mobilenet V2引入的Inverted Residuals结构,与Bottleneck相反,通过扩张层(Expansion layer)升维,随后的残差连接保持信息流动,形成了与传统设计不同的高效架构。
Mobilenet V3在基础结构上加入了SE模块,以及对头部卷积核数量、量化方法和激活函数的优化,如使用h-swish替换swish以提高计算效率。这些改进旨在平衡精度和计算资源,使模型在轻量级下表现出色。
总的来说,从Mobilenet V1的深度可分离卷积到V3的高级优化,这些系列网络不断优化模型结构,致力于提供在设备上高效运行的深度学习能力。
MobileNetV2 — 轻量级模型(图像分类)
MobileNetV2是由谷歌推出的一款轻量级模型,专为移动设备或计算能力较低的设备设计。它在先前的MobileNetV1版本基础上进一步优化,引入了深度可分离卷积,极大降低了网络复杂性成本和模型大小。MobileNetV2中采用了倒置残差结构,移除了窄层中的非线性,使用ReLU6激活函数。该模型在低精度计算中表现出稳健性。两种类型的块包括步幅为1的残差块和步幅为2的下采样块,每种块包含3个层,其中第一层为1×1卷积,带有ReLU6激活函数,第三层为1×1卷积,无非线性。扩展因子t在所有主要实验中为6,输入个通道时,内部输出将得到个通道。总体架构使用t表示扩展因子,c表示输出通道数,n表示重复次数,s表示步幅,空间卷积采用3×3的核。典型情况下,主网络(宽度乘数1,×)计算成本为3亿次乘加操作,使用了万个参数。性能折衷方案在输入分辨率从到之间进行研究,宽度乘数从0.到1.4,网络计算成本可达M次乘加操作,模型大小在1.7M到6.9M个参数之间变化。训练使用个GPU,batch size为。消融实验包括移除瓶颈模块输出处的ReLU6后准确性提升以及通过瓶颈之间的快捷连接,性能优于扩展之间的快捷连接以及无残差连接的情况。实验结果显示,MobileNetV2在ImageNet分类、MS COCO目标检测和PASCAL VOC语义分割任务中始终优于MobileNetV1。在PASCAL VOC 语义分割任务中,当禁用Atrous Spatial Pyramid Pooling (ASPP)以及Multi-Scale and Flipping (MP),并将输出步幅从8改为时,MobileNetV2被用作DeepLabv3的特征提取器,得到了.%的mIOU,模型大小和计算成本大大降低。
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