resnet18网络模型特点
ResNet-18是一种深度卷积神经网络模型,它具有以下几个特点:
残差连接:ResNet-18引入了残差连接(residual connection),通过将输入直接添加到输出中,使得网络可以学习残差函数。这种连接方式有助于解决梯度消失和梯度爆炸的问题,使得网络更容易训练。
卷积层堆叠:ResNet-18由多个卷积层组成,其中包括多个3x3的卷积层和1x1的卷积层。这种堆叠的结构有助于增加网络的深度,提高特征提取能力。
池化层和全连接层:ResNet-18在卷积层之后使用了池化层来减小特征图的尺寸,并在最后使用全局平均池化层将特征图转换为向量。最后通过全连接层进行分类。
预训练模型:ResNet-18通常使用在大规模图像数据集上预训练的模型作为初始权重。这种预训练模型可以提供较好的初始特征表示,有助于加快收敛速度和提高模型性能。
参数量较小:相对于其他深度网络模型,ResNet-18的参数量较小,适合在计算资源有限的情况下使用。
resnet18网络模型
ResNet-18是一种深度卷积神经网络模型,它是ResNet系列中的一员。ResNet-18由微软研究院提出,旨在解决深度神经网络训练过程中的梯度消失和梯度爆炸问题。
ResNet-18的主要特点是引入了残差连接(residual connection),通过跳跃连接将输入直接传递到后续层,从而解决了梯度消失和梯度爆炸问题。这种设计使得网络可以更深,更容易训练。
ResNet-18的网络结构包含18个卷积层和全连接层。具体结构如下:
- 输入层:224x224的RGB图像
- 卷积层:7x7的卷积核,步长为2,输出通道数64,使用批量归一化和ReLU激活函数
- 最大池化层:3x3的池化核,步长为2
- 残差块:包含两个3x3的卷积层,每个卷积层后接批量归一化和ReLU激活函数,最后通过残差连接将输入直接加到输出上
- 共有4个残差块,分别包含不同数量的卷积层
- 全局平均池化层:将特征图转换为向量
- 全连接层:输出层,用于分类任务
ResNet18网络模型
ResNet18 网络模型架构特点
ResNet18 属于深层卷积神经网络家族的一员,由何恺明等人在其论文《Deep Residual Learning for Image Recognition》中首次提出。此网络通过引入残差块解决了训练非常深的网络时遇到的退化问题。
残差连接机制
在网络设计上,ResNet 利用了跳跃连接(skip connections),使得输入可以直接传递到后续层,从而形成所谓的“捷径”。这种结构允许梯度更顺畅地反向传播,缓解了传统CNN随着层数增加而导致性能下降的现象[^3]。
卷积操作细节
具体来说,在每一个残差单元内部执行两次标准的二维卷积运算,并且每经过一定数量的这些基本模块之后会应用下采样来减少特征图的空间维度并扩大感受野范围。对于ResNet18而言,整个网络共包含四个阶段,每个阶段重复相同类型的残差单元两遍:
- Stage 1: 输入图像尺寸不变;
- Stages 2~4: 图像分辨率逐渐减半;
最终输出固定大小的特征映射供全连接分类器处理。
import paddle.nn as nn
class BasicBlock(nn.Layer):
expansion = 1
def __init__(self, in_channels, out_channels, stride=1, downsample=None):
super(BasicBlock, self).__init__()
# 定义两个连续的3x3卷积层
self.conv1 = nn.Conv2D(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1, stride=stride)
self.bn1 = nn.BatchNorm2D(out_channels)
self.relu = nn.ReLU()
self.conv2 = nn.Conv2D(out_channels, out_channels * self.expansion, kernel_size=3, padding=1)
self.bn2 = nn.BatchNorm2D(out_channels * self.expansion)
self.downsample = downsample
def forward(self, x):
identity = 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:
identity = self.downsample(x)
out += identity
out = self.relu(out)
return out
上述代码展示了如何构建一个简单的BasicBlock
类用于创建单个残差单元实例。其中包含了必要的组件如批量归一化(BatchNorm
)以及修正线性单位激活函数(ReLU
)等。
为了获取特定层次之前的输出,可以利用Python迭代器方法.children()
访问PyTorch/PaddlePaddle定义好的Module对象下的子模块列表。如果想要提取前几层的结果,则可以通过控制循环次数达到目的[^2]。
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