residual blocks

时间: 2023-09-26 14:05:20 浏览: 121
Residual blocks是深度学习中一种用于构建神经网络的模块。它通过在网络中添加跨层连接,解决了由于网络深度增加而导致的梯度消失问题。Residual block中的跨层连接将输入数据直接添加到后续层的输出中,从而保留了原始输入信号的信息,使得网络能够更好地训练和收敛。 Residual blocks在许多深度学习任务中都得到了广泛的应用,如图像识别、语音识别、自然语言处理等领域。
相关问题

residual blocks有什么作用

residual blocks是深度学习中常用的一种结构,用于解决深度网络训练中梯度消失和梯度爆炸的问题,同时也能够提高网络的训练速度和准确性。其主要思想是在网络中加入一些跨越多个层的shortcut连接,将输入与输出相加,使得网络的输出可以包含原输入的信息,进而方便网络的学习和优化。

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卷积层中,滤波器大小设置为11×11像素,所有其他卷积和反卷积层的滤波器大小设置为3×3像素。我们联合训练MSBDN和DFF模块,并使用均方误差(MSE)作为损失函数,以约束网络输出和真实值之间的差距。整个训练过程包含100个时期,使用批大小为16的ADAM优化器[28 ]进行优化。初始学习率设置为10^-4,每10个时期衰减率为0.75。所有实验都在NVIDIA 2080Ti GPU上进行。源代码和训练模型可在https://github.com/BookerDeWitt/MSBDN-DFF上获得。
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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

class HorNet(nn.Module): # HorNet # hornet by iscyy/yoloair def __init__(self, index, in_chans, depths, dim_base, drop_path_rate=0.,layer_scale_init_value=1e-6, gnconv=[ partial(gnconv, order=2, s=1.0/3.0), partial(gnconv, order=3, s=1.0/3.0), partial(gnconv, order=4, s=1.0/3.0), partial(gnconv, order=5, s=1.0/3.0), # GlobalLocalFilter ], ): super().__init__() dims = [dim_base, dim_base * 2, dim_base * 4, dim_base * 8] self.index = index self.downsample_layers = nn.ModuleList() # stem and 3 intermediate downsampling conv layers hornet by iscyy/air stem = nn.Sequential( nn.Conv2d(in_chans, dims[0], kernel_size=4, stride=4), HorLayerNorm(dims[0], eps=1e-6, data_format="channels_first") ) self.downsample_layers.append(stem) for i in range(3): downsample_layer = nn.Sequential( HorLayerNorm(dims[i], eps=1e-6, data_format="channels_first"), nn.Conv2d(dims[i], dims[i+1], kernel_size=2, stride=2), ) self.downsample_layers.append(downsample_layer) self.stages = nn.ModuleList() # 4 feature resolution stages, each consisting of multiples bind residual blocks dummy dp_rates=[x.item() for x in torch.linspace(0, drop_path_rate, sum(depths))] if not isinstance(gnconv, list): gnconv = [gnconv, gnconv, gnconv, gnconv] else: gnconv = gnconv assert len(gnconv) == 4 cur = 0 for i in range(4): stage = nn.Sequential( *[HorBlock(dim=dims[i], drop_path=dp_rates[cur + j], layer_scale_init_value=layer_scale_init_value, gnconv=gnconv[i]) for j in range(depths[i])]# hornet by iscyy/air ) self.stages.append(stage) cur += depths[i] self.apply(self._init_weights)

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

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