互联网资讯 / 人工智能 · 2023年11月8日 0

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

大家还记得这张图吗?

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

深度系统曾介绍了 52 个目标检测模型,回顾从 2013 年到 2020 年的发展历程,从早期的 R-CNN 和 OVeRFeat,到后来的 SSD、YOLO v3,再到去年的 M2Det,新模型层出不穷,性能不断提升!

前文聚焦于源码和论文,本文则将探讨各种卷积神经网络模型在 PyTorch 中的实现,内容十分实用!

这项资源已在 GitHub 上开源,链接如下:

接下来,我们总结一下该系列卷积神经网络的实现,涵盖了 9 大主题,目录如下:

1. 典型网络

2. 轻量级网络

3. 目标检测网络

4. 语义分割网络

5. 实例分割网络

6. 人脸检测和识别网络

7. 人体姿态识别网络

8. 注意力机制网络

9. 人像分割网络

接下来逐一详细介绍:

1. 典型网络(Classical network)

典型的卷积神经网络包括:AlexNet、VGG、ResNet、InceptionV1、InceptionV2、InceptionV3、InceptionV4、Inception-ResNet。

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以 AlexNet 为例,它是 2012 年 ImageNet 竞赛的冠军,由 Hinton 和他的学生 Alex Krizhevsky 设计。AlexNet 引入了多个新技术,首次在 CNN 中成功应用了 ReLU、Dropout 和 LRN 等技巧。此外,AlexNet 还利用 GPU 加速计算。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

AlexNet 网络结构在 PyTorch 中的实现如下:

2. 轻量级网络(Lightweight)

轻量级网络涵盖:GhostNet、MobileNets、MobileNetV2、MobileNetV3、ShuffleNet、ShuffleNet V2、SqueezeNet、Xception、MixNet。

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以 GhostNet 为例,它在保持相同精度的同时,速度和计算量均优于之前的 SOTA 算法。GhostNet 的核心是 Ghost 模块,与传统卷积神经网络相比,参数总数和计算复杂度得到显著降低,同时具有即插即用的特性。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

GhostNet 网络结构在 PyTorch 中的实现如下:

3. 目标检测网络(Object Detection)

目标检测网络包括:SSD、YOLO、YOLOv2、YOLOv3、FCOS、FPN、RetinaNet、Objects as Points、FSAF、CenterNet。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

以 YOLO 系列为例,YOLO(You Only Look Once)是一种基于深度神经网络的对象识别与定位算法,其最大特点是运行速度极快,适用于实时系统。目前,YOLOv3 的应用较为广泛。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

YOLOv3 网络结构在 PyTorch 中的实现如下:

4. 语义分割网络(Semantic Segmentation)

语义分割网络包括:FCN、Fast-SCNN、LEDNet、LRNNet、FisheyeMODNet。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

以 FCN 为例,FCN 是 2014 年语义分割模型的先驱,主要贡献在于推动了端对端卷积神经网络在语义分割任务中的应用,并使用反卷积进行上采样。FCN 模型非常简单,完全由卷积层构成,因此被称为全卷积网络,且可以接收任意大小的输入。

九种主题卷积神经网络的PyTorch实现

FCN 网络结构在 PyTorch 中的实现如下:

5. 实例分割网络(Instance Segmentation)

实例分割网络包括:PolarMask。

6. 人脸检测和识别网络(Face Detection and Recognition)

人脸检测和识别网络包括:FACEBoxes、LFFD、VaRGFACENet。

7. 人体姿态识别网络(Human Pose Estimation)

人体姿态识别网络包括:Stacked Hourglass、Simple Baselines、LPN。

8. 注意力机制网络(Attention Mechanism)

注意力机制网络包括:SE Net、scSE、NL Net、GCNet、CBAM。

9. 人像分割网络(Portrait Segmentation)

人像分割网络包括:SINet。

综上所述,该 GitHub 开源项目展示了近年来主流的 9 大类卷积神经网络,涵盖了数十种具体的网络结构,并提供了每个结构的 PyTorch 实现方式,十分出色。