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Arquitecturas de CNN Bien Conocidas
VGG-16
VGG-16 es una red que logró una precisión del 92.7% en la clasificación top-5 de ImageNet en 2014. Tiene la siguiente estructura de capas:
Como puedes ver, VGG sigue una arquitectura de pirámide tradicional, que es una secuencia de capas de convolución y agrupamiento.
Imagen de Researchgate
ResNet
ResNet es una familia de modelos propuesta por Microsoft Research en 2015. La idea principal de ResNet es utilizar bloques residuales:
Imagen de este artículo
La razón para usar la conexión de identidad es permitir que nuestra capa prediga la diferencia entre el resultado de una capa anterior y la salida del bloque residual; de ahí el nombre residual. Estos bloques son mucho más fáciles de entrenar, y se pueden construir redes con varios cientos de esos bloques (las variantes más comunes son ResNet-52, ResNet-101 y ResNet-152).
También puedes pensar en esta red como capaz de ajustar su complejidad al conjunto de datos. Inicialmente, cuando comienzas a entrenar la red, los valores de los pesos son pequeños, y la mayor parte de la señal pasa a través de capas de identidad. A medida que avanza el entrenamiento y los pesos se vuelven más grandes, la importancia de los parámetros de la red crece, y la red se ajusta para acomodar el poder expresivo requerido para clasificar correctamente las imágenes de entrenamiento.
Google Inception
La arquitectura Google Inception lleva esta idea un paso más allá y construye cada capa de la red como una combinación de varios caminos diferentes:
Imagen de Researchgate
Aquí, necesitamos enfatizar el papel de las convoluciones 1x1, porque al principio no tienen sentido. ¿Por qué necesitaríamos pasar por la imagen con un filtro 1x1? Sin embargo, debes recordar que los filtros de convolución también trabajan con varios canales de profundidad (originalmente - colores RGB, en capas subsiguientes - canales para diferentes filtros), y la convolución 1x1 se utiliza para mezclar esos canales de entrada utilizando diferentes pesos entrenables. También puede verse como un muestreo (agrupamiento) sobre la dimensión de los canales.
Aquí hay una buena publicación de blog sobre el tema, y el artículo original.
MobileNet
MobileNet es una familia de modelos de tamaño reducido, adecuada para dispositivos móviles. Úsalos si tienes pocos recursos y puedes sacrificar un poco de precisión. La idea principal detrás de ellos es la llamada convolución separable en profundidad, que permite representar los filtros de convolución mediante una composición de convoluciones espaciales y convoluciones 1x1 sobre los canales de profundidad. Esto reduce significativamente el número de parámetros, haciendo que la red sea más pequeña en tamaño y también más fácil de entrenar con menos datos.
Aquí hay una buena publicación de blog sobre MobileNet.
Conclusión
En esta unidad, has aprendido el concepto principal detrás de las redes neuronales de visión por computadora: las redes convolucionales. Las arquitecturas de la vida real que impulsan la clasificación de imágenes, la detección de objetos e incluso las redes de generación de imágenes se basan en CNN, solo que con más capas y algunos trucos de entrenamiento adicionales.
🚀 Desafío
En los cuadernos adjuntos, hay notas al final sobre cómo obtener una mayor precisión. Realiza algunos experimentos para ver si puedes lograr una mayor precisión.
Cuestionario posterior a la conferencia
Revisión y Autoestudio
Aunque las CNN se utilizan más comúnmente para tareas de Visión por Computadora, son generalmente buenas para extraer patrones de tamaño fijo. Por ejemplo, si estamos tratando con sonidos, también podríamos querer usar CNN para buscar algunos patrones específicos en la señal de audio; en cuyo caso los filtros serían unidimensionales (y esta CNN se llamaría 1D-CNN). Además, a veces se utiliza 3D-CNN para extraer características en un espacio multidimensional, como ciertos eventos que ocurren en un video; la CNN puede capturar ciertos patrones de cambio de características a lo largo del tiempo. Realiza algunas revisiones y autoestudios sobre otras tareas que se pueden realizar con CNN.
Asignación
En este laboratorio, se te encarga clasificar diferentes razas de gatos y perros. Estas imágenes son más complejas que el conjunto de datos MNIST y de dimensiones más altas, y hay más de 10 clases.
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