引言

所有的層都具有的參數(shù)，如name, type, bottom, top和transform_param請(qǐng)參看我的前一篇文章：Caffe卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層及參數(shù)

本文只講解視覺(jué)層（Vision Layers)的參數(shù)，視覺(jué)層包括Convolution, Pooling,Local Response Normalization (LRN), im2col等層。

1、Convolution層：

就是卷積層，是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的核心層。

層類(lèi)型：Convolution

lr_mult: 學(xué)習(xí)率的系數(shù)，最終的學(xué)習(xí)率是這個(gè)數(shù)乘以solver.prototxt配置文件中的base_lr。

如果有兩個(gè)lr_mult, 則第一個(gè)表示權(quán)值的學(xué)習(xí)率，第二個(gè)表示偏置項(xiàng)的學(xué)習(xí)率。一般偏置項(xiàng)的學(xué)習(xí)率是權(quán)值學(xué)習(xí)率的兩倍。

在后面的convolution_param中，我們可以設(shè)定卷積層的特有參數(shù)。

必須設(shè)置的參數(shù)：

• num_output: 卷積核（filter)的個(gè)數(shù)
• kernel_size: 卷積核的大小。如果卷積核的長(zhǎng)和寬不等，需要用kernel_h和kernel_w分別設(shè)定

其它參數(shù)：

• stride: 卷積核的步長(zhǎng)，默認(rèn)為1。也可以用stride_h和stride_w來(lái)設(shè)置。
• pad: 擴(kuò)充邊緣，默認(rèn)為0，不擴(kuò)充。 擴(kuò)充的時(shí)候是左右、上下對(duì)稱(chēng)的，比如卷積核的大小為5*5，那么pad設(shè)置為2，則四個(gè)邊緣都擴(kuò)充2個(gè)像素，即寬度和高度都擴(kuò)充了4個(gè)像素,這樣卷積運(yùn)算之后的特征圖就不會(huì)變小。也可以通過(guò)pad_h和pad_w來(lái)分別設(shè)定。
• weight_filler: 權(quán)值初始化。 默認(rèn)為“constant",值全為0，很多時(shí)候我們用"xavier"算法來(lái)進(jìn)行初始化，也可以設(shè)置為”gaussian"
• bias_filler: 偏置項(xiàng)的初始化。一般設(shè)置為"constant",值全為0。
• bias_term: 是否開(kāi)啟偏置項(xiàng)，默認(rèn)為true, 開(kāi)啟

group: 分組，默認(rèn)為1組。如果大于1，我們限制卷積的連接操作在一個(gè)子集內(nèi)。如果我們根據(jù)圖像的通道來(lái)分組，那么第i個(gè)輸出分組只能與第i個(gè)輸入分組進(jìn)行連接。

如果設(shè)置stride為1，前后兩次卷積部分存在重疊。如果設(shè)置pad=(kernel_size-1)/2,則運(yùn)算后，寬度和高度不變。

示例：

layer {
  name: "conv1"
  type: "Convolution"
  bottom: "data"
  top: "conv1"
  param {
    lr_mult: 1
  }
  param {
    lr_mult: 2
  }
  convolution_param {
    num_output: 20
    kernel_size: 5
    stride: 1
    weight_filler {
      type: "xavier"
    }
    bias_filler {
      type: "constant"
    }
  }
}

2、Pooling層

也叫池化層，為了減少運(yùn)算量和數(shù)據(jù)維度而設(shè)置的一種層。

層類(lèi)型：Pooling

必須設(shè)置的參數(shù)：

kernel_size: 池化的核大小。也可以用kernel_h和kernel_w分別設(shè)定。

其它參數(shù)：

• pool: 池化方法，默認(rèn)為MAX。目前可用的方法有MAX, AVE, 或STOCHASTIC
• pad: 和卷積層的pad的一樣，進(jìn)行邊緣擴(kuò)充。默認(rèn)為0
• stride: 池化的步長(zhǎng)，默認(rèn)為1。一般我們?cè)O(shè)置為2，即不重疊。也可以用stride_h和stride_w來(lái)設(shè)置。

示例：

layer {
  name: "pool1"
  type: "Pooling"
  bottom: "conv1"
  top: "pool1"
  pooling_param {
    pool: MAX
    kernel_size: 3
    stride: 2
  }
}

pooling層的運(yùn)算方法基本是和卷積層是一樣的。

如果設(shè)置stride為2，前后兩次卷積部分不重疊。100*100的特征圖池化后，變成50*50.

3、Local Response Normalization (LRN)層

此層是對(duì)一個(gè)輸入的局部區(qū)域進(jìn)行歸一化，達(dá)到“側(cè)抑制”的效果。可去搜索AlexNet或GoogLenet，里面就用到了這個(gè)功能

層類(lèi)型：LRN

參數(shù)：全部為可選，沒(méi)有必須

• local_size: 默認(rèn)為5。如果是跨通道LRN，則表示求和的通道數(shù)；如果是在通道內(nèi)LRN，則表示求和的正方形區(qū)域長(zhǎng)度。
• alpha: 默認(rèn)為1，歸一化公式中的參數(shù)。
• beta: 默認(rèn)為5，歸一化公式中的參數(shù)。
• norm_region: 默認(rèn)為ACROSS_CHANNELS。有兩個(gè)選擇，ACROSS_CHANNELS表示在相鄰的通道間求和歸一化。WITHIN_CHANNEL表示在一個(gè)通道內(nèi)部特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行求和歸一化。與前面的local_size參數(shù)對(duì)應(yīng)。

歸一化公式：對(duì)于每一個(gè)輸入, 去除以

得到歸一化后的輸出

示例：

layers {
  name: "norm1"
  type: LRN
  bottom: "pool1"
  top: "norm1"
  lrn_param {
    local_size: 5
    alpha: 0.0001
    beta: 0.75
  }
}

4、im2col層

如果對(duì)matlab比較熟悉的話(huà)，就應(yīng)該知道im2col是什么意思。它先將一個(gè)大矩陣，重疊地劃分為多個(gè)子矩陣，對(duì)每個(gè)子矩陣序列化成向量，最后得到另外一個(gè)矩陣。

看一看圖就知道了：

在caffe中，卷積運(yùn)算就是先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行im2col操作，再進(jìn)行內(nèi)積運(yùn)算（inner product)。這樣做，比原始的卷積操作速度更快。

看看兩種卷積操作的異同：

以上就是Caffe卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)層Vision Layers及參數(shù)詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Caffe視覺(jué)層Vision Layers的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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