经典计算机视觉论文笔记——《ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks》

        这是CNN复兴的开创之作，个人认为比Hinton老爷子Science上那篇具有更重要的实际意义。有人问CNN怎么调参，其实大部分的答案这篇论文里都能找到。深度CNN最佳启蒙之作，没有之一。

技术概括

• 将浅层CNN扩展到8层的深度CNN，扩展了CNN的learning capacity。
• 对CNN进行多项改造，可以加快收敛速度、防过拟合、多卡并行。
• 数据扩充方法。
• 调参理论和方法。

一些值得反思的细节

• 网络参数数量：6千万；神经元数量：65万。
• 输入图像需固定大小：256*256（实际上是224*224，裁剪后）。后续MSRA提出了可变化输入大小的网络SPPNet。
• 图像每个像素要减去各通道均值。数值范围正则化的手段。后面数据扩充时通过PCA的颜色扰动时的均值就已经减好了。实际重要性不明，GoogleNet似乎并未采用（见caffe默认参数）。
• ReLU是传统S型激活函数的改进，值域无界，即非饱和函数。作者说能够更快收敛。
• 多卡并行训练将立方体卷积的卷积核那一维平分两半，在这一维度上，前一层只有部分神经元与后一层的部份神经元相连（具体是哪部分和哪部分相连，网上有解读）。为多卡并行设计，如此设计没太多参考价值。
• 三种操作的先后顺序：ReLU-->LRN-->pooling。
• 卷积核和pooling核都是有重叠的。
• 各卷积层的卷积核数：96、256、384、384、256。
• dropout操作是在最后两个全连接层。
• 随机裁剪224*224就能让数据扩大2048倍。
• 颜色扰动用PCA有点过，直接随机扰动就行。
• 在传统的随机梯度下降中加入了动量和权值正则化。各参数：batchsize-128，momentum-0.9，weight decay-0.0005。
• 权值初始化为0均值0.01方差高斯分布。
• learning rate:0.01-->0.001-->0.0001。
• 120万样本，跑了90轮。
• 少一层卷积层，准确率少2%。

借鉴之处

• 实际训练的几大必杀技：数据扩充、dropout、ReLU（作者只认为能提高收敛速度）、LRN、重叠的pooling核、lr逐渐下降、几十个epoch。
• 多训练几个分类器进行融合。
• 可以用最后一层的特征进行图像检索，反映语义相似性。在最后一层特征基础上再用auto-encoder，可以进一步压缩特征。