深度学习_经典网络_Efficientnet论文及系列网络详解

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EfficientNet论文链接

EfficientNet开源代码

Efficientnet是通过使用深度（depth）、宽度（width）、输入图片分辨率（resolution）共同调节技术搜索得来的模型。

EfficientNet结构

模型构建方法：

1. 使用强化学习算法实现的MnasNet模型生成基线模型EfficientNet-B0。（MnasNet模型是Google 团队提出的一种资源约束的终端 CNN 模型的自动神经结构搜索方法。该方法使用强化学习的思路进行实现。）
2. 采用复合缩放的方法，在预先设定的内存和计算量大小的限制下，对EfficientNet-B0模型的深度、宽度（特征图的通道数）、图像大小这三个维度同时进行缩放，这三个维度的缩放比例由网络搜索得到。最终输出了EfficientNet模型。

下图是一些参数调节示意图：

MBConv卷积块

EfficientNet模型的内部是通过多个MBConv卷积块实现的，每个MBConv卷积块的具体结构如下：

MBConv卷积块也使用了类似残差结构的结构，不同的是在短连接部分使用了SE层。另外使用了drop_connect方法来代替传统的drop方法。

DropConnect与Dropout不同的地方是在训练神经网络过程中，它不是对隐层节点的输出进行随机的丢弃，而是对隐层节点的输入进行随机的丢弃：

在深度神经网络中DropConnect与Dropout的作用都是防止模型产生过拟合的情况。相比之下DropConnect的效果会更好一些。

不同版本之间的区别

EfficientNet系列模型中从EfficientNet-B0到EfficientNet-L2版本，模型的精度越来越高，规模越来越大，同样，对内存的需求也会随之变大。

模型的规模主要是由宽度、深度、分辨率这三个维度的缩放参数决定的。这三个维度并不是相互独立的，对于输入的图片分辨率更高的情况，需要有更深的网络来获得更大的感受视野。同样的，对于更高分辨率的图片，需要有更多的通道来获取更精确的特征。在EfficientNet的论文中，也用公式介绍了三者之间的计算原则。

下面的表格展示了每个版本的缩放参数：

从上表中可以看到，随着模型缩放参数的逐渐变大，其dropout的丢弃率参数也在增大。这是因为模型中的参数越多，模型的拟合效果越强，也越容易产生过拟合。

模型性能

作者将EfficientNet系列网络与ImageNet 上其他现有的模型进行了比较。 一般来说，EfficientNet模型比现有的其他模型具有更高的精度和更高的效率，减少了参数大小和 FLOPS 数量级。 在高精度体系中， EfficientNet-B7在 imagenet 上的精度达到了最高水平的84.4% ，而在 CPU 使用方面比以前的 Gpipe 小8.4倍，快6.1倍。 与广泛使用的 ResNet-50相比，作者提出的 net-b4使用了类似的 FLOPS，同时将准确率从 ResNet-50的76.3% 提高到82.6% (+ 6.3%)。

Reference

技术解读EfficientNet系列模型——图片分类的领域的扛把子

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