动手学深度学习 | 经典卷积神经网络LeNet | 21

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LeNet

上面是LeNet的结构示意图。

模型定义

net = nn.Sequential(
	# 这里输出是28*28，所以要padding=2，填充为32*32
    nn.Conv2d(1, 6, kernel_size=5, padding=2), nn.Sigmoid(),
    nn.AvgPool2d(kernel_size=2, stride=2),
    nn.Conv2d(6, 16, kernel_size=5), nn.Sigmoid(),
    nn.AvgPool2d(kernel_size=2, stride=2),
    nn.Flatten(),
    nn.Linear(16 * 5 * 5, 120), nn.Sigmoid(),
    nn.Linear(120, 84), nn.Sigmoid(),
    nn.Linear(84, 10)) # 最后输出10个概率

代码

使用LeNet来在Fashion-Mnist数据集上进行训练。

QA

1. 池化和卷积是不是更适合图像这类数据，而对于时序性数据（做分类）是不是不适用这类数据？

后面会将一个使用conv-1d来进行文本分类的案例。

至于要不要使用池化，其实没有确定答案，可以试，因为使用了池化也没有带来什么坏处。

2. LeNet的第二个卷积层通道数增加到了16，这意味信息被放大了吗？

图片信息肯定是要压缩的，一般来说，就是卷积图片的高宽减半，然后通道增加一倍。（实际信息没有被放大，因为深度学习模型本质就是在压缩信息）

可以看到以下卷积神经网的模型变化,长宽是在不断的缩小的，通道数在不断增多,一个通道可以认为是一个模式，也就可以认为被压缩的图片,被加入新的识别模式当中

卷积：高宽是一直在减少的，通道是一直在增加的,现在的卷积神经网络，高宽会变成1，通道会变成上千。

3. 池化层一般用max还是avg，用max的话会不会损失很多信息？

用max的意思是说只关心最大的那个信号量，也就是关系那个pattern是否出现了，如果出现了它的值就会很大，那么就把这个最大值拎出来就行了。（多通道输出，对应多个核）

max不见得比avg损失信息多，max其实比avg训练起来更好。

4. 课程网站有个练习是将sigmoid替换为relu，是个sigmoid全替换为relu后模型基本不收敛，有什么原因吗？

不收敛的原因是因为学习率过大。

然后课程中给定sigmoid给到0.9的学习率其实给大了..

5. 图像识别出来的特征，颜色可以打印出来吗？或者怎么去寻找网络到底学习了什么？

这个是可以打印出来的，有一个网站在做CNN 的可视化展示。

CNN Explainer，可以学习，直观感受CNN是如何工作的。

6. 目前的卷积神经网络或其他深度学习是不是都需要较多的训练数据，如果训练数据体量很小是否不适合深度学习？是否有无监督/或小训练集的深度学习？

其实现在深度学习不需要很多数据集，我们后面会讲一个微调。

现在的深度学习，因为我们有很多在大量的数据集上训练好的模型，我们可以做到在真实的训练不需要训练样本，或者很少的训练样本就做的很好了。

我们这里讲的是从零开始学习，但是真实的应用不会真的从零开始的。