深度学习‌ 项目实战:Torch实现简单分类网络

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简介

这是一个简单的实现猫狗分类例子,项目代码可在获取,希望你能够学习如下内容:

1)神经网络实现分类的原理

2)了解模型优化流程:数据处理、损失计算、反向传播等

3)熟悉如何使用torch加载图片数据、搭建模型、训练模型。

图像分类

定义:给定一张图像,判断图像中目标类别

深度学习分类原理

深度学习‌ 项目实战:Torch实现简单分类网络

在深度学习中,通过卷积神经网络对图像进行特征提取,得到一个代表图像特征的向量,然后通过全连接层将特征向量映射到类别输出,最后通过层得到类别概率输出,整体流程如下。通过训练,不断的更新优化模型的参数,让模型具备预测新数据的能力。

卷积层

作用:通过滑动窗口(‌卷积核)‌在特征图上进行滑动并进行计算,‌实现图像的特征提取。‌卷积的特性包括局部感知机制、‌权值共享等,‌这些特性使得卷积神经网络能够有效地处理图像数据,‌同时减少模型的参数数量,‌防止过拟合。‌

图像在计算机中就是一个多维向量,比如(),经过卷积网络后假设得到:()大小的特征图(32倍下采样)。

全连接层

简单来说,全连接层就是一个线性分类层,图像经过卷积网络得到的特征图经过池化或者后,变成一维向量,比如长度512的向量,然后经过全连接层进行线性映射,得到类别输出。比如二分类,得到长度为2的向量。举一个简单的例子:

函数

深度学习‌ 项目实战:Torch实现简单分类网络

作用就是将一组数值转换为对应的概率,且概率和为 1。公式:

比如,经过全连接层得到每个类别输出值为[-0.3241, -0.8814],经过 之后,得到类别概率[0.6358, 0.3642],原始的输出转换成一组概率,并且概率的和为 1 。原始输出中值最大的类别具有最大的概率。

Loss计算

深度学习模型训练流程:前向传播计算模型输出、模型输出和标签根据损失函数计算损失、通过损失计算模型参数的梯度、优化器根据参数梯度更新模型参数。损失函数在模型优化中比较重要,它影响模型参数的梯度计算。对应使用交叉熵损失函数,其计算公式如下:

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