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Architectures CNN Bien Connues
VGG-16
VGG-16 est un réseau qui a atteint une précision de 92,7 % dans la classification top-5 d'ImageNet en 2014. Il possède la structure de couches suivante :
Comme vous pouvez le voir, VGG suit une architecture pyramidale traditionnelle, qui est une séquence de couches de convolution et de pooling.
Image tirée de Researchgate
ResNet
ResNet est une famille de modèles proposée par Microsoft Research en 2015. L'idée principale de ResNet est d'utiliser des blocs résiduels :
Image tirée de cet article
La raison d'utiliser un passage identitaire est de permettre à notre couche de prédire la différence entre le résultat d'une couche précédente et la sortie du bloc résiduel - d'où le nom résiduel. Ces blocs sont beaucoup plus faciles à entraîner, et il est possible de construire des réseaux avec plusieurs centaines de ces blocs (les variantes les plus courantes sont ResNet-52, ResNet-101 et ResNet-152).
Vous pouvez également considérer ce réseau comme capable d'ajuster sa complexité au jeu de données. Au début, lorsque vous commencez à entraîner le réseau, les valeurs des poids sont faibles, et la plupart du signal passe par les couches identitaires. Au fur et à mesure de l'entraînement et de l'augmentation des poids, l'importance des paramètres du réseau grandit, et le réseau s'ajuste pour fournir la puissance expressive nécessaire à la classification correcte des images d'entraînement.
Google Inception
L'architecture Google Inception pousse cette idée encore plus loin et construit chaque couche du réseau comme une combinaison de plusieurs chemins différents :
Image tirée de Researchgate
Ici, il est important de souligner le rôle des convolutions 1x1, car au premier abord, elles peuvent sembler inutiles. Pourquoi utiliser un filtre 1x1 sur une image ? Cependant, il faut se rappeler que les filtres de convolution travaillent également avec plusieurs canaux de profondeur (initialement - les couleurs RGB, dans les couches suivantes - des canaux pour différents filtres), et la convolution 1x1 est utilisée pour mélanger ces canaux d'entrée à l'aide de poids entraînables différents. Elle peut également être vue comme un échantillonnage (pooling) sur la dimension des canaux.
Voici un excellent article de blog sur le sujet, ainsi que l'article original.
MobileNet
MobileNet est une famille de modèles de taille réduite, adaptée aux appareils mobiles. Utilisez-les si vous disposez de ressources limitées et que vous pouvez sacrifier un peu de précision. L'idée principale derrière ces modèles est la convolution séparée en profondeur, qui permet de représenter les filtres de convolution par une composition de convolutions spatiales et de convolutions 1x1 sur les canaux de profondeur. Cela réduit considérablement le nombre de paramètres, rendant le réseau plus petit et également plus facile à entraîner avec moins de données.
Voici un excellent article de blog sur MobileNet.
Conclusion
Dans cette unité, vous avez appris le concept principal derrière les réseaux neuronaux de vision par ordinateur - les réseaux convolutifs. Les architectures réelles qui alimentent la classification d'images, la détection d'objets et même les réseaux de génération d'images sont toutes basées sur les CNN, avec simplement plus de couches et quelques astuces d'entraînement supplémentaires.
🚀 Défi
Dans les notebooks associés, il y a des notes en bas sur la façon d'obtenir une meilleure précision. Faites quelques expériences pour voir si vous pouvez atteindre une précision plus élevée.
Quiz post-cours
Révision & Auto-apprentissage
Bien que les CNN soient le plus souvent utilisés pour les tâches de vision par ordinateur, ils sont généralement efficaces pour extraire des motifs de taille fixe. Par exemple, si nous travaillons avec des sons, nous pourrions également vouloir utiliser des CNN pour rechercher certains motifs spécifiques dans le signal audio - dans ce cas, les filtres seraient unidimensionnels (et ce CNN serait appelé 1D-CNN). Parfois, un 3D-CNN est également utilisé pour extraire des caractéristiques dans un espace multidimensionnel, comme certains événements se produisant dans une vidéo - le CNN peut capturer certains motifs de changement de caractéristiques au fil du temps. Faites des recherches et de l'auto-apprentissage sur d'autres tâches pouvant être réalisées avec des CNN.
Devoir
Dans ce laboratoire, vous devez classifier différentes races de chats et de chiens. Ces images sont plus complexes que le jeu de données MNIST, ont des dimensions plus élevées, et il y a plus de 10 classes.
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