什么是residual layers

时间: 2024-01-24 15:50:35 浏览: 223
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Deep Residual Output Layers for Neural Language Generation 模型结构改

Residual layers（残差层），也称为跳跃连接，是一种神经网络层，允许信息在非相邻的层之间流动。在传统的神经网络中，信息以线性方式通过每个层，每个层以某种方式转换输入数据。相比之下，残差层允许输入数据绕过一个或多个层，并直接添加到后续层的输出中，创建一个快捷或“跳跃”连接。这有助于解决梯度消失的问题，其中梯度变得太小，无法有效地更新早期层中的权重。已经证明，残差层提高了深度神经网络的性能，特别是在图像识别和自然语言处理任务中。
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residual layers是什么

Residual layers（残差层）是深度学习中的一种常用的网络结构，也被称为残差网络（ResNet）。它的主要思想是通过添加跨层连接（skip connection）来解决深度神经网络中的梯度消失问题，从而允许网络在更深的层数下...

residual layers

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引用\[1\]和\[3\]中提到，EDSR网络中没有使用残差缩放层（residual scaling layers）。在EDSR的基准模型中，没有设置残差缩放层，因为该模型仅仅为每一个卷积层使用了64维的特征映射。而在最终的单尺度模型（EDSR）...

network = lasagne.layers.ConcatLayer([network, residual])

这行代码是使用Lasagne库中的函数来实现将一个残差连接到神经网络的操作。具体来说，它使用ConcatLayer函数将残差和原始的神经网络连接起来。ConcatLayer函数是一个将多个输入层按照指定的维度进行连接的函数，这里...

import tensorflow as tf class Residual(tf.keras.layers.Layer): def __init__(self, in_c, out_c): super(Residual, self).__init__() self.conv = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Conv2D(out_c, kernel_size=3, padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(out_c, kernel_size=3, padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU() ]) self.botneck = tf.keras.layers.Conv2D(out_c, kernel_size=1) self.pool = tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)) def call(self, x): x_prim = x x = self.conv(x) x = self.botneck(x_prim) + x x = self.pool(x) return x

这是一个ResNet的残差块，使用TensorFlow实现。参数含义如下： - in_c:输入张量的通道数 - out_c:输出张量的通道数 在__init__方法中，定义了一个由多个卷积、批归一化和ReLU激活函数组成的序列模型self....

def add_residual_block(inputs, num_units, mapsize=3, num_layers=2, stddev_factor=1e-3)

这个函数是用来添加残差块的，其中inputs是输入的张量，num_units是残差块中每个卷积层的输出通道数，mapsize是卷积核的大小，num_layers是残差块中卷积层的数量，stddev_factor是用于初始化卷积核的标准差因子。

As shown in Figure 1, the proposed network contains four strided convolutional layers and four strided deconvo- lutional layers. The Leaky Rectified Linear Unit (LReLU) with a negative slope of 0.2 is used after each convolutional and deconvolutional layer. The residual group [38] consists of three residual blocks, and 18 residual blocks are used in GRes. The filter size is set as 11×11 pixels in the first convo- lutional layer in the encoder module and 3 × 3 in all the other convolutional and deconvolutional layers. We jointly train the MSBDN and DFF module and use the Mean Squared Error (MSE) as the loss function to constrain the network output and ground truth. The entire training process con- tains 100 epochs optimized by the ADAM solver [28 ] with β1 = 0.9 and β2 = 0.999 with a batch size of 16. The initial learning rate is set as 10−4 with a decay rate of 0.75 after every 10 epochs. All the experiments are conducted on an NVIDIA 2080Ti GPU. The source code and trained models are availabe at https://github.com/BookerDeWitt/MSBDN- DFF 翻译

如图1所示，所提出的网络包含四个步幅卷积层和四个步幅反卷积层。在每个卷积和反卷积层之后使用LReLU（带有负斜率0.2的泄露整流线性单元）。残差组[38]包含三个残差块，GRes中使用18个残差块。在编码器模块的第一个...

def block1(x, filters, kernel_size=3, stride=1, conv_shortcut=True, name=None): """A residual block. Arguments: x: input tensor. filters: integer, filters of the bottleneck layer. kernel_size: default 3, kernel size of the bottleneck layer. stride: default 1, stride of the first layer. conv_shortcut: default True, use convolution shortcut if True, otherwise identity shortcut. name: string, block label. Returns: Output tensor for the residual block. """ bn_axis = 3 if backend.image_data_format() == 'channels_last' else 1 if conv_shortcut: shortcut = layers.Conv2D( 4 * filters, 1, strides=stride, name=name + '_0_conv')(x) shortcut = layers.BatchNormalization( axis=bn_axis, epsilon=1.001e-5, name=name + '_0_bn')(shortcut) else: shortcut = x #第一个卷积结构 x = layers.Conv2D(filters, 1, strides=stride, name=name + '_1_conv')(x) x = layers.BatchNormalization( axis=bn_axis, epsilon=1.001e-5, name=name + '_1_bn')(x) x = layers.Activation('relu', name=name + '_1_relu')(x) #第二个卷积结构 x = layers.Conv2D( filters, kernel_size, padding='SAME', name=name + '_2_conv')(x) x = layers.BatchNormalization( axis=bn_axis, epsilon=1.001e-5, name=name + '_2_bn')(x) x = layers.Activation('relu', name=name + '_2_relu')(x) #第三个卷积结构 x = layers.Conv2D(4 * filters, 1, name=name + '_3_conv')(x) x = layers.BatchNormalization( axis=bn_axis, epsilon=1.001e-5, name=name + '_3_bn')(x) x = layers.Add(name=name + '_add')([shortcut, x]) x = layers.Activation('relu', name=name + '_out')(x) return x def stack1(x, filters, blocks, stride1=2, name=None): """A set of stacked residual blocks. Arguments: x: input tensor. filters: integer, filters of the bottleneck layer in a block. blocks: integer, blocks in the stacked blocks. stride1: default 2, stride of the first layer in the first block. name: string, stack label. Returns: Output tensor for the stacked blocks. """ x = block1(x, filters, stride=stride1, name=name + '_block1') for i in range(2, blocks + 1): x = block1(x, filters, conv_shortcut=False, name=name + '_block' + str(i)) return x

这是一个用于构建深度残差网络（ResNet）的函数，包含了两个子函数：block1和stack1。其中block1是一个残差块，stack1是一组堆叠的残差块。在ResNet中，每个残差块由三个卷积层组成，其中第一个卷积层可以使用1x1...

解释一下这段代码import pdb import tensorflow as tf from matplotlib import pyplot as plt import numpy as np import os from tensorflow.keras import Model from tensorflow.keras.layers import Conv2D,BatchNormalization,Activation,MaxPool2D,Dense,Dropout,Flatten,GlobalAveragePooling2D np.set_printoptions(threshold=np.inf) class ResnetBlock(Model): def __init__(self, filters, strides=1,residual_path=False): super(ResnetBlock, self).__init__() self.filters = filters self.strides = strides self.residual_path = residual_path self.c1 = Conv2D(filters, (3, 3), strides=strides, padding='same', use_bias=False) self.b1 = BatchNormalization() self.a1 = Activation('relu') self.c2 = Conv2D(filters, (3, 3), strides=1, padding='same', use_bias=False) self.b2 = BatchNormalization() if residual_path: self.down_c1 = Conv2D(filters, (1, 1),strides=strides, padding='same', use_bias=False) self.down_b1 = BatchNormalization() self.a2 = Activation('relu') def call(self, inputs): residual = inputs x = self.c1(inputs) x = self.b1(x) x = self.a1(x) x = self.c2(x) y = self.b2(x) if self.residual_path: residual = self.down_c1(inputs) residual = self.down_b1(residual) out = self.a2(y + residual) return out class ResNet18(Model): def __init__(self, block_list, initial_filters=64): super(ResNet18, self).__init__() self.num_blocks = len(block_list) self.block_list = block_list self.out_filters = initial_filters self.c1 = Conv2D(self.out_filters, (3, 3), strides=1, padding='same', use_bias=False, kernel_initializer='he_normal') self.b1 = BatchNormalization() self.a1 = Activation('relu') self.blocks = tf.keras.models.Sequential() for block_id in range(len(block_list)): for layer_id in range(block_list[block_id]): if block_id != 0 and layer_id == 0: block = ResnetBlock(self.out_filters, strides=2, residual_path=True) else: block = ResnetBlock(self.out_filters, residual_path=False) self.blocks.add(block) self.out_filters *= 2 self.p1 = tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D() self.f1 = tf.keras.layers.Dense(41, activation='tanh') def call(self, inputs): x = self.c1(inputs) x = self.b1(x) x = self.a1(x) x = self.blocks(x) x = self.p1(x) y = self.f1(x) return y

这段代码实现了一个ResNet18的模型。ResNet是深度学习中非常著名的神经网络模型之一，它的主要贡献在于解决了深度神经网络中的梯度消失问题，使得神经网络可以更深更复杂。ResNet18是ResNet的一个较小规模的版本，...

def ff(inputs, num_units, scope="positionwise_feedforward"): ''' inputs: A 3d tensor with shape of [N, T, C]. num_units: A list of two integers. scope: Optional scope for variable_scope. Returns: A 3d tensor with the same shape and dtype as inputs ''' # Inner layer outputs = tf.keras.layers.Dense(num_units[0], activation=tf.nn.relu)(inputs) # Outer layer outputs = tf.keras.layers.Dense(num_units[1])(outputs) # Residual connection outputs = tf.keras.layers.concatenate([outputs, inputs],axis=-1) # Normalize outputs = tf.keras.layers.LayerNormalization()(outputs) return outputs

这是一个实现位置编码器中的前馈神经网络的函数。输入是一个形状为[N, T, C]的3D张量，其中N表示批量大小，T表示序列长度，C表示每个元素的特征数。该函数使用两个Dense层，其中第一个层使用ReLU激活函数，第二个层...

详细解释一下这段代码：class ResnetBlock(Model): def init(self, filters, strides=1,residual_path=False): super(ResnetBlock, self).init() self.filters = filters self.strides = strides self.residual_path = residual_path self.c1 = Conv2D(filters, (3, 3), strides=strides, padding='same', use_bias=False) self.b1 = BatchNormalization() self.a1 = Activation('relu') self.c2 = Conv2D(filters, (3, 3), strides=1, padding='same', use_bias=False) self.b2 = BatchNormalization() if residual_path: self.down_c1 = Conv2D(filters, (1, 1),strides=strides, padding='same', use_bias=False) self.down_b1 = BatchNormalization() self.a2 = Activation('relu') def call(self, inputs): residual = inputs x = self.c1(inputs) x = self.b1(x) x = self.a1(x) x = self.c2(x) y = self.b2(x) if self.residual_path: residual = self.down_c1(inputs) residual = self.down_b1(residual) out = self.a2(y + residual) return out class ResNet18(Model): def init(self, block_list, initial_filters=64): super(ResNet18, self).init() self.num_blocks = len(block_list) self.block_list = block_list self.out_filters = initial_filters self.c1 = Conv2D(self.out_filters, (3, 3), strides=1, padding='same', use_bias=False, kernel_initializer='he_normal') self.b1 = BatchNormalization() self.a1 = Activation('relu') self.blocks = tf.keras.models.Sequential() for block_id in range(len(block_list)): for layer_id in range(block_list[block_id]): if block_id != 0 and layer_id == 0: block = ResnetBlock(self.out_filters, strides=2, residual_path=True) else: block = ResnetBlock(self.out_filters, residual_path=False) self.blocks.add(block) self.out_filters *= 2 self.p1 = tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D() self.f1 = tf.keras.layers.Dense(41, activation='tanh') def call(self, inputs): x = self.c1(inputs) x = self.b1(x) x = self.a1(x) x = self.blocks(x) x = self.p1(x) y = self.f1(x) return y

如果 residual_path 参数为 True，则使用下采样卷积层 down_c1 和下采样 BatchNormalization 层 down_b1 对输入进行下采样，然后再将下采样结果与卷积结果相加，即为残差连接。最后使用 Activation 层进行激活。 ...

def __init__(self, block_list, initial_filters=64): # block_list表示每个block有几个卷积层 super(ResNet18, self).__init__() self.num_blocks = len(block_list) # 共有几个block self.block_list = block_list self.out_filters = initial_filters self.c1 = layers.Conv2D(self.out_filters, (3, 3), strides=1, padding='same', use_bias=False) self.b1 = layers.BatchNormalization() self.a1 = layers.Activation('relu') self.blocks = tf.keras.models.Sequential() # 构建ResNet网络结构 for block_id in range(len(block_list)): # 第几个resnet block for layer_id in range(block_list[block_id]): # 第几个卷积层 if block_id != 0 and layer_id == 0: # 对除第一个block以外的每个block的输入进行下采样 block = ResnetBlock(self.out_filters, strides=2, residual_path=True) else: block = ResnetBlock(self.out_filters, residual_path=False) self.blocks.add(block) # 将构建好的block加入resnet self.out_filters *= 2 # 下一个block的卷积核数是上一个block的2倍 self.p1 = tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D() self.f1 = tf.keras.layers.Dense(10, activation='softmax', kernel_regularizer=tf.keras.regularizers.l2())解释代码

这段代码是定义了一个 ResNet18 神经网络模型，它采用了残差网络（ResNet）的结构。ResNet18 模型由一系列 ResnetBlock 组成，每个 ResnetBlock 包含若干个卷积层。其中，第一个 ResnetBlock 的输入经过一个卷积层后...

def residual_block(x, filters, kernel_size, padding='same', dilation_rate=1, batch_norm=True, activation='relu'): res = conv2d_block(x, filters, kernel_size, padding, dilation_rate, batch_norm=True, activation='relu') res = conv2d_block(res, filters, kernel_size, padding, dilation_rate, batch_norm=True, activation='relu') shortcut = layers.Conv2D(filters, kernel_size=1, padding=padding, use_bias=False)(x) shortcut = layers.BatchNormalization()(shortcut) x = layers.add([shortcut, res]) return x

这是一个ResNet的残差块实现，其中包含两个卷积层和一个跳跃连接。第一个卷积层和第二个卷积层都是使用conv2d_block函数实现的，该函数包含卷积、批归一化和激活函数。跳跃连接使用一个1x1的卷积层和批归一化实现。...

代码解析： class BasicBlock(nn.Layer): expansion = 1 def init(self, in_channels, channels, stride=1, downsample=None): super().init() self.conv1 = conv1x1(in_channels, channels) self.bn1 = nn.BatchNorm2D(channels) self.relu = nn.ReLU() self.conv2 = conv3x3(channels, channels, stride) self.bn2 = nn.BatchNorm2D(channels) self.downsample = downsample self.stride = stride def forward(self, x): residual = x out = self.conv1(x) out = self.bn1(out) out = self.relu(out) out = self.conv2(out) out = self.bn2(out) if self.downsample is not None: residual = self.downsample(x) out += residual out = self.relu(out) return out class ResNet45(nn.Layer): def init(self, in_channels=3, block=BasicBlock, layers=[3, 4, 6, 6, 3], strides=[2, 1, 2, 1, 1]): self.inplanes = 32 super(ResNet45, self).init() self.conv1 = nn.Conv2D( in_channels, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1, weight_attr=ParamAttr(initializer=KaimingNormal()), bias_attr=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2D(32) self.relu = nn.ReLU() self.layer1 = self._make_layer(block, 32, layers[0], stride=strides[0]) self.layer2 = self._make_layer(block, 64, layers[1], stride=strides[1]) self.layer3 = self._make_layer(block, 128, layers[2], stride=strides[2]) self.layer4 = self._make_layer(block, 256, layers[3], stride=strides[3]) self.layer5 = self._make_layer(block, 512, layers[4], stride=strides[4]) self.out_channels = 512 def _make_layer(self, block, planes, blocks, stride=1): downsample = None if stride != 1 or self.inplanes != planes * block.expansion: # downsample = True downsample = nn.Sequential( nn.Conv2D( self.inplanes, planes * block.expansion, kernel_size=1, stride=stride, weight_attr=ParamAttr(initializer=KaimingNormal()), bias_attr=False), nn.BatchNorm2D(planes * block.expansion), ) layers = [] layers.append(block(self.inplanes, planes, stride, downsample)) self.inplanes = planes * block.expansion for i in range(1, blocks): layers.append(block(self.inplanes, planes)) return nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu(x) x = self.layer1(x) x = self.layer2(x) x = self.layer3(x) x = self.layer4(x) x = self.layer5(x) return x

每个阶段中的 BasicBlock 模块数量由 layers 参数指定，步长由 strides 参数指定。_make_layer 方法用于构建一个阶段，其中 planes 参数表示输出特征图的通道数，stride 参数表示步长。如果步长不为 1 或输入输出...

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def tr_encoder(self, encoder_input, encoder_mask, hidden_size=256, head_num=4, hidden_layer_num=12, intermediate_size=2048): if hidden_size % head_num != 0: raise ValueError(f'hidden_size:{hidden_size} num_attention_heads:{head_num}') head_dim = int(hidden_size / head_num) all_layer_outputs = [] for layer_idx in range(hidden_layer_num): # encoder-self-attention residual = encoder_input encoder_output = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-5)(encoder_input) query, key, value = self.compute_qkv(name=f'encoder_qkv_{layer_idx}', query=encoder_output, key=encoder_output, value=encoder_output, head_num=head_num, head_dim=head_dim) scores = self.compute_score(query=query, key=key, head_dim=head_dim) encoder_attention_mask = tf.expand_dims(tf.expand_dims(encoder_mask, 1), 1) encoder_output = self.compute_attention_result(value=value, scores=scores, mask=encoder_attention_mask, head_num=head_num, head_dim=head_dim) encoder_output = layers.Dense(units=hidden_size, kernel_initializer='he_normal')(encoder_output) encoder_output = layers.Dropout(0.1)(encoder_output) encoder_output = layers.Add()([residual, encoder_output])

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资源摘要信息:"嘉定单车汇(IOS app).zip" 从标题和描述中，我们可以得知这个压缩包文件包含的是一套基于iOS平台的移动应用程序的开发成果。这个应用是由一群来自同济大学软件工程专业的学生完成的，其核心功能是利用位置服务（LBS）技术，面向iOS用户开发的单车共享服务应用。接下来将详细介绍所涉及的关键知识点。 首先，提到的iOS平台意味着应用是为苹果公司的移动设备如iPhone、iPad等设计和开发的。iOS是苹果公司专有的操作系统，与之相对应的是Android系统，另一个主要的移动操作系统平台。iOS应用通常是用Swift语言或Objective-C（OC）编写的，这在标签中也得到了印证。 Swift是苹果公司在2014年推出的一种新的编程语言，用于开发iOS和macOS应用程序。Swift的设计目标是与Objective-C并存，并最终取代后者。Swift语言拥有现代编程语言的特性，包括类型安全、内存安全、简化的语法和强大的表达能力。因此，如果一个项目是使用Swift开发的，那么它应该会利用到这些特性。 Objective-C是苹果公司早前主要的编程语言，用于开发iOS和macOS应用程序。尽管Swift现在是主要的开发语言，但仍然有许多现存项目和开发者在使用Objective-C。Objective-C语言集成了C语言与Smalltalk风格的消息传递机制，因此它通常被认为是一种面向对象的编程语言。 LBS（Location-Based Services，位置服务）是基于位置信息的服务。LBS可以用来为用户提供地理定位相关的信息服务，例如导航、社交网络签到、交通信息、天气预报等。本项目中的LBS功能可能包括定位用户位置、查找附近的单车、计算骑行路线等功能。 从文件名称列表来看，包含的三个文件分别是： 1. ios期末项目文档.docx：这份文档可能是对整个iOS项目的设计思路、开发过程、实现的功能以及遇到的问题和解决方案等进行的详细描述。对于理解项目的背景、目标和实施细节至关重要。 2. 移动应用开发项目期末答辩.pptx：这份PPT文件应该是为项目答辩准备的演示文稿，里面可能包括项目的概览、核心功能演示、项目亮点以及团队成员介绍等。这可以作为了解项目的一个快速入门方式，尤其是对项目的核心价值和技术难点有直观的认识。 3. LBS-ofo期末项目源码.zip：这是项目的源代码压缩包，包含了完成单车汇项目所需的全部Swift或Objective-C代码。源码对于理解项目背后的逻辑和实现细节至关重要，同时也是评估项目质量、学习最佳实践、复用或扩展功能的基础。 综合上述信息，"嘉定单车汇(IOS app).zip"不仅仅是一个应用程序的压缩包，它还代表了一个团队在软件工程项目中的完整工作流程，包含了项目文档、演示材料和实际编码，为学习和评估提供了一个很好的案例。
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