[PYTHON] Comprendre le nombre de paramètres d'entrée / sortie du réseau neuronal convolutif

Apprendre en gros avec keras et python

Ce que j'ai appris

1. Comprendre le nombre de paramètres d'entrée / sortie de la couche
2. Comprendre le traitement des données après le traitement de la couche de convolution et de la couche de pooling

Code utilisé pour l'apprentissage

Code pour mnist cnn dans la documentation de keras.

from __future__ import print_function
import keras
from keras.datasets import mnist
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Dropout, Flatten
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D
from keras import backend as K

batch_size = 128
num_classes = 10
epochs = 12

# input image dimensions
img_rows, img_cols = 28, 28

# the data, split between train and test sets
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()

if K.image_data_format() == 'channels_first':
    x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], 1, img_rows, img_cols)
    x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], 1, img_rows, img_cols)
    input_shape = (1, img_rows, img_cols)
else:
    x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
    x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
    input_shape = (img_rows, img_cols, 1)

x_train = x_train.astype('float32')
x_test = x_test.astype('float32')
x_train /= 255
x_test /= 255
print('x_train shape:', x_train.shape)
print(x_train.shape[0], 'train samples')
print(x_test.shape[0], 'test samples')

# convert class vectors to binary class matrices
y_train = keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes)
y_test = keras.utils.to_categorical(y_test, num_classes)

model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, kernel_size=(3, 3),
                 activation='relu',
                 input_shape=input_shape))
model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.25))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(num_classes, activation='softmax'))

model.compile(loss=keras.losses.categorical_crossentropy,
              optimizer=keras.optimizers.Adadelta(),
              metrics=['accuracy'])

model.fit(x_train, y_train,
          batch_size=batch_size,
          epochs=epochs,
          verbose=1,
          validation_data=(x_test, y_test))
score = model.evaluate(x_test, y_test, verbose=0)
print('Test loss:', score[0])
print('Test accuracy:', score[1])

Quelle était la question

La chose la plus discutable est le nombre de dimensions d'entrée / sortie. Le résultat de model.summary est affiché ci-dessous. Il y a deux choses que je me suis demandé ici.

1. "D'où vient la première couche 26, 26, 32 même si les données Mnist sont des données d'image 28 * 28?"
2. "Qu'est-ce que Conv2D 32?"

Model: "sequential_2"


_________________________________________________________________
Layer (type)                 Output Shape              Param #   
=================================================================
conv2d_3 (Conv2D)            (None, 26, 26, 32)        320       
_________________________________________________________________
conv2d_4 (Conv2D)            (None, 24, 24, 64)        18496     
_________________________________________________________________
max_pooling2d_2 (MaxPooling2 (None, 12, 12, 64)        0         
_________________________________________________________________
dropout_3 (Dropout)          (None, 12, 12, 64)        0         
_________________________________________________________________
flatten_2 (Flatten)          (None, 9216)              0         
_________________________________________________________________
dense_3 (Dense)              (None, 128)               1179776   
_________________________________________________________________
dropout_4 (Dropout)          (None, 128)               0         
_________________________________________________________________
dense_4 (Dense)              (None, 10)                1290      
=================================================================
Total params: 1,199,882
Trainable params: 1,199,882
Non-trainable params: 0

Ce que j'ai trouvé

32 de la fonction Conv2D indique le nombre de filtres. En d'autres termes, diverses extractions de bords sont effectuées à l'aide de 32 types de filtres. En outre, en effectuant le calcul du filtre comme pas 1, l'image est réduite d'une taille et l'image est réduite de 2 points dans chacune des directions verticale et horizontale. Puisqu'il y a une sortie pour chaque filtre, il y a 32 sorties. De plus, contrairement à la couche de pliage, la couche de regroupement ne gère pas les points qui se chevauchent, de sorte que le nombre de sorties est considérablement réduit. (En passant, le nombre d'entrées et de sorties ne change pas car la couche d'exclusion ne définit la valeur qu'à 0)

Vérifier suivant

1. La valeur spécifique du filtre. Visualisation