位置: IT常识 - 正文

轻量级网络MobileNeXt--改进MobileNet v2的逆残差结构(轻量级网络设计)

编辑:rootadmin
轻量级网络MobileNeXt--改进MobileNet v2的逆残差结构

推荐整理分享轻量级网络MobileNeXt--改进MobileNet v2的逆残差结构(轻量级网络设计),希望有所帮助,仅作参考,欢迎阅读内容。

文章相关热门搜索词:轻量级网络协议,轻量级网络的优缺点,轻量级网络什么意思,轻量级网络模型有哪些,轻量级网络有哪些,轻量级网络模型有哪些,轻量级网络有哪些,轻量级网络模型有哪些,内容如对您有帮助,希望把文章链接给更多的朋友!

论文地址:ECCV 2020

《MobileNeXt: Rethinking Bottleneck Structure for Efficient Mobile Network Design》

要点

论文针对MobileNetV2的核心模块逆残差结构存在的问题进行了深入分析,提出了一种新颖的SandGlass模块,并用于组建了该文的MobileNeXt架构,SandGlass是一种通用的模块,它可以轻易的嵌入到现有网络架构中并提升模型性能,这种轻量级模块有原生残差块和倒置残差块的影子,是一种正向残差设计。

回顾

ResNet 使用标准卷积提取特征,MobileNet 始终使用DW卷积提取特征。

ResNet 先降维、卷积、再升维,而 MobileNet V2 则是 先升维、卷积、再降维。

直观上看,ResNet 的微结构是沙漏形,而 MobileNet V2 则是纺锤形。

因此作者将 的结构称为 Inverted Residual Block。这么做也是因为使用DW卷积而作的适配,希望特征提取能够在高维进行。

 如下图所示,左侧是ResNet网络中的残差结构(中间窄两头宽),右侧就是MobileNet v2中的逆残差结构(中间宽两头窄)。

在残差结构中是1x1卷积降维->3x3卷积提取特征->1x1卷积升维,在逆残差结构中正好相反,是1x1卷积升维->3x3DW卷积提取特征->1x1卷积降维。 MobileNet V2 的解释是高维信息通过ReLU激活函数后丢失的信息更少。

下图为ResNet, MobileNetV2和论文提出的MobileNeXt的对比: ResNet残差块组成:1x1卷积(降维)、3x3卷积(空间信息特征提取)、1x1卷积(升维); MobileNetV2倒置残差块组成:1x1卷积(升维)、3x3深度可分卷积(空间信息特征提取)、1x1卷积(降维); MobileNeXt沙漏残差块组成:3x3深度可分卷积(空间信息特征提取)、1x1卷积(降维)、1x1卷积(升维)、3x3深度可分卷积(空间信息特征提取),该结构与正向残差类似,区别在于使用了深度卷积;

问题

ResNet残差块中间的3*3卷积的参数量和计算量都非常大,不适用于轻量级网络;

MobileNetV2的Inverted residual block,专为移动设备设计,为了节省计算量,输入改为低维度特征,先通过pointwise卷积扩大维度,然后通过depthwise卷积提取特征,最后通过pointwise卷积降低维度输出;skip path仅建立在低维度bottleneck间,最后一个pointwise卷积不使用非线性激活;

尽管Inverted residual block性能不错:

但输入需要将特征先降到较低的维度,但是降低维度可能不足以保留足够的有用信息;

近期有研究发现更宽的网络结构(输入输出通道数更多)有助于缓解梯度混淆(特指梯度消失与梯度爆炸,不同batch产生的梯度抵消),能够提升网络性能;

shortcut建立在bottleneck之间,由于bottleneck维度较少,也可能会阻碍梯度的回传。

为解决上述问题,论文提出了设计更优的sandglass block,结构如图3(c),基于此搭建了MobileNeXt,在性能和计算量上都优于MobileNetV2。

亮点

 考虑到上述逆残差模块存在的问题,论文作者的设计原则:

保持更多的信息从bottom传递给top层,进而有助于梯度回传;

深度卷积是一种轻量型单元,可以执行两次深度卷积以编码更多的空间信息。

作者重新思考移动网络的bottleneck结构,发现inverted residual并不是最优的bottleneck结构。

轻量级网络MobileNeXt--改进MobileNet v2的逆残差结构(轻量级网络设计)

研究发现,shortcut应该建立在高维度特征上,depthwise卷积应该应用在高维度特征空间上学习更多样特征,linear residual是bottleneck结构的关键。

sandglass block

如下图所示:(a) Inverted Residual Bottleneck (b) SandGlass Bottleneck

SandGlass块本质上是一个经典的残差块,其中主分支中的第一个和最后一个卷积层是保留通道的空间深度卷积层。为了模拟瓶颈结构,它使用两个连续的逐点卷积来减少然后增加通道数,这些PW卷积堆叠在两个深度卷积层之间。由于现在更大的通道张量由深度内核操作,因此与MobileNetV2相比,参数数量大大减少。

sandglass block理论分析 :

Activation Layer:已有研究表明,线性瓶颈层有助于避免特征出现零化现象,进而导致信息损失。基于此,作者在用于降维的1x1卷积后不添加激活函数。同时最后一个深度卷积后也不添加激活函数,激活函数加在第一个3*3深度卷积与最后一个1x1卷积之后。Block Structure.:基于上述考虑,我们得到了该文所设计的新颖的残差瓶颈模块,结构如下表与上图b所示。注意:当输入与输出通道数不相同时不进行短连接操作。 

表中ReLU6是指具有最大输出限制为6的relu函数,主要是为了在移动端设备float16/int8的低精度时也能有很好的数值分辨率,如果对普通relu函数的激活范围不加限制,输出的范围为0到正无穷,如果激活值非常大,分布在一个很大的范围内,则低精度的loat16/int8就无法良好地精确描述如此大范围地数值,从而带来精度地损失;

线性激活函数linear是指线性映射(y=x),这有助于避免零化现象的出现,进而减少信息损失。

MobileNeXt网络结构

输入为224*224*3,然后是卷积后32维输出,后续是sandglass block的堆叠,最后是全局平均池化,将二维的特征图压缩为一维,最后再由全连接层、softmax函数输出每个类别的分数。

Identity tensor multiplier 

尽管shortcut连接有助于梯度的回传,但论文通过实验发现,没有必要保持完整的特征去跟residual path结合。为了让网络对移动设备更友好,论文提出超参数identity tensor multiplier ,用于控制shortcut传递的特征维度,假设表示残差分支的变换函数;

原来的residual block计算可表示为:

加入超参数后的residual block计算可表示为:

超参数的作用:

通过降低该超参数,每个模块中的add数量可以进一步降低,因为add操作会占用不少耗时,用户可以选择更少的以得到更好的推理速度且性能几乎无影响;

可以降低内存访问时间。影响模型推理的一个重要因素是:内存访问消耗(Memory acces cost, MAC)。降低该超参数有助于减少cache占用,进而加速推理。

即作者考虑到用在移动设备的延时问题,作者不对所有来自短径连接地数据进行add,只选择其中地一部分进行连接,论文实验表明取特征的一半进行加和,可以保持速度和精度的最佳。

下图为不完全的短径连接:

 实验

tensor multiplier 选择:

ImageNet分类任务效果如下:

 与MobileNetV2在ImageNet上进行对比:

 与其他网络结构在ImageNet上进行对比:

总结

作者对逆残差结构进行了改进,又变回了正向残差结构,从高维特征获取到更多的信息,并解决shortcut连接所带来的梯度问题,在1*1PW卷积之间不使用3*3卷积来提取特征,而是先进行降维再进行升维以更新融合特征。

MobileNet作为一个轻量级网络,但是论文作者并没有列出在实际移动设备上的应用。

参考

MobileNeXt | 新一代手机端模型

PyTorch实现 

MobileNext:打破常规,依图逆向改造inverted residual block 

依图科技MobileNeXt 

仅为学习记录,侵删! 

本文链接地址:https://www.jiuchutong.com/zhishi/299589.html 转载请保留说明!

上一篇:路由vue-route的使用(vue router 路由参数)

下一篇:YOLOv5图像分割中的NMS处理(yolov3图像识别)

  • 微博营销之怎么才能把粉丝变成忠实客户(微博营销怎么推荐产品)

    微博营销之怎么才能把粉丝变成忠实客户(微博营销怎么推荐产品)

  • win11桌面图标怎么设置(win11桌面图标怎么隐藏)

    win11桌面图标怎么设置(win11桌面图标怎么隐藏)

  • iqoooriginos系统怎么改主题

    iqoooriginos系统怎么改主题

  • 驱动程序无法使用怎么办(驱动程序无法使用但是能打印)

    驱动程序无法使用怎么办(驱动程序无法使用但是能打印)

  • 为什么iphonex总是卡屏(为什么苹果x一直自动重启)

    为什么iphonex总是卡屏(为什么苹果x一直自动重启)

  • Excel表格用斜线怎么一分为三(excel表格用斜线分格)

    Excel表格用斜线怎么一分为三(excel表格用斜线分格)

  • 快手我的钱包怎么没有了(快手我的钱包怎么没有支付设置)

    快手我的钱包怎么没有了(快手我的钱包怎么没有支付设置)

  • 微信密码由什么组成(微信怎么加密码锁)

    微信密码由什么组成(微信怎么加密码锁)

  • 滴滴投诉率多久更新一次(滴滴投诉率0.1会有啥影响)

    滴滴投诉率多久更新一次(滴滴投诉率0.1会有啥影响)

  • 网络设备具体有哪些(网络设备具体有哪些品牌)

    网络设备具体有哪些(网络设备具体有哪些品牌)

  • 钢化膜黑色和透明区别(钢化膜是黑边的贵还是透明的贵)

    钢化膜黑色和透明区别(钢化膜是黑边的贵还是透明的贵)

  • p30如何关闭运行程序(华为p30pro关闭运行程序)

    p30如何关闭运行程序(华为p30pro关闭运行程序)

  • 华为畅想9有nfc功能吗(华为畅想9有没有OTG)

    华为畅想9有nfc功能吗(华为畅想9有没有OTG)

  • 手机logging怎么关闭(手机log开关在哪里)

    手机logging怎么关闭(手机log开关在哪里)

  • 喵喵机如何使用(喵喵机如何使用云盘)

    喵喵机如何使用(喵喵机如何使用云盘)

  • qq音乐铭牌显示在哪里(qq音乐铭牌是什么意思)

    qq音乐铭牌显示在哪里(qq音乐铭牌是什么意思)

  • 不用充电的针孔摄像头(不用充电头)

    不用充电的针孔摄像头(不用充电头)

  • 计算机能直接识别和执行的语言是(计算机能直接识别和执行的语言是什么原因)

    计算机能直接识别和执行的语言是(计算机能直接识别和执行的语言是什么原因)

  • x27电池容量(vivox27电池容量)

    x27电池容量(vivox27电池容量)

  • qq如何分组(qq分组怎么添加人)

    qq如何分组(qq分组怎么添加人)

  • GrpWise.exe进程是什么文件 作用是什么 GrpWise进程查询(进程program)

    GrpWise.exe进程是什么文件 作用是什么 GrpWise进程查询(进程program)

  • npm info: node: --openssl-legacy-provider is not allowed in NODE_OPTIONS

    npm info: node: --openssl-legacy-provider is not allowed in NODE_OPTIONS

  • 开源项目ChatGPT-website再次更新,累计下载使用1600+(开源项目网站)

    开源项目ChatGPT-website再次更新,累计下载使用1600+(开源项目网站)

  • kbdconfig命令  设置键盘类型(chkconfig命令参数)

    kbdconfig命令 设置键盘类型(chkconfig命令参数)

  • 车辆购置税计入成本吗
  • 车船税是否每年都交
  • 消费税的计算方法有什么
  • 进口烟丝交多少税
  • 一般纳税人增值税优惠政策2023
  • 购买车辆保险的现金流
  • 会计中级工作年限查得严么
  • 其他个人出租不动产
  • 整形医院有收费标准么
  • 财务担保费计入什么科目
  • 个人申请代开普需要资料
  • 旅行社会议主持开场
  • 特朗普政府公布大力度减税方案
  • 怎么看是不是小叶紫檀手串
  • 成本和费用属于资产吗
  • 企业年金基金投资管理人应当履行什么职责
  • 企业停产没有收入,费用可以计入长期待摊费用吗
  • 办公室装修计入什么科目里
  • 电梯维保公司缴税标准
  • 会计帐务处理程序
  • 电脑开机黑屏没信号怎么回事
  • linux禁止ip访问80端口
  • 境外服务包括哪些内容
  • macOS Big Sur 11.2 RC 3(版本号20D64)预览版正式发布(附更新内容)
  • vue3 + Tailwind Css + Vite 搭建快速开发前端样式环境
  • 填制的凭证内容有哪些
  • 固定资产入账流程图
  • wordpress创建
  • 前端项目部署到nginx
  • 员工借款能直接从公司账上转么
  • php二维数组的遍历
  • 前端生成docx
  • 授渔计划是什么意思
  • 深度学习之快速实现数据集增强的方法
  • 上月附加税计提多了怎么办
  • Sqlite 操作类代码
  • 收据入帐
  • 从在建工程调整到费用
  • 开票项目与实际不符合
  • 累计销售额怎么算
  • 小微企业和民营企业的区别
  • 员工食堂买菜账务流程
  • 劳务报酬所得项目
  • 个体户需要税务报道不
  • 小企业会计准则主要按照什么计量
  • 数据库sql语句优化作用是什么
  • 一般纳税人无票收入填在哪一栏
  • 季度亏损需要计提企业所得税吗
  • 员工过生日公司有福利吗
  • 债权投资相关科目
  • ukey要交服务费吗
  • 投资利润率怎么看投资好还是不好
  • 一般纳税人出现以下哪些情况时,其进项税额不得抵扣( )
  • 公司与公司之间劳务协议
  • 差额清算系统与全额清算系统的区别
  • 如何理解其他应收款的概念
  • 企业建账可以处于哪几个阶段
  • 多种不同的 MySQL 的 SSL 配置
  • mysql启动时找不到mysqld.server
  • 偷天换日角色介绍
  • 笔记本电脑的触摸板怎么开启和关闭
  • fedora安装双系统
  • win10如何删除右键菜单选项
  • image driver
  • centos如何操作
  • win10每周更新
  • linux系统主要用途
  • 32位win7安装
  • windos撤销
  • windows8如何使用
  • 怎样关闭android系统的内存不足的系统通知
  • 基于android的app
  • cocos2dx schedule
  • vue的挂载
  • js str.match
  • shell 比较大小
  • unity 开发游戏
  • 如何使用定向流量
  • 为什么医保卡显示无效
  • 购置税缴费方式
  • 免责声明:网站部分图片文字素材来源于网络,如有侵权,请及时告知,我们会第一时间删除,谢谢! 邮箱:opceo@qq.com

    鄂ICP备2023003026号

    网站地图: 企业信息 工商信息 财税知识 网络常识 编程技术

    友情链接: 武汉网站建设