卷積神經網路的旋轉不變性理解

2021-08-24 23:31:10 字數 609 閱讀 7279

卷積神經網路本身的設計對旋轉不變性沒有進行專門的考慮,只不過max-pooling可以稍微補償一下這個功能,只是角度變化太大,可能會作用不大,但因為max-pooling並不是為此而設計的,所以總體上說cnn提取旋轉不變的特徵能力是比較弱的。

**group equivariant convolutional networks和spherical cnns對網路結構的旋轉不變性設計進行了理論分析,其中提出了群論的思想。那麼,引入群論有什麼作用呢?群有乙個性質,如果兩個群滿足雙射的條件,也即存在乙個變換,可以讓兩個群的元素一一對應,那麼就稱這兩個群是同構的。原文中的同構特指等距同構。等距同構是指在度量空間之間保持距離關係的同構。在幾何學中對應全等變換。同構的群具有一樣的群性質,研究其中任何乙個群得到的結論可以適用於與其同構的群。根據本文的理解,作者的意思是將輸入的旋轉或者鏡面翻轉的影象看成是對原圖進行操作,對應乙個群,要找到另乙個群對卷積核進行操作,得到的結果須跟原圖原卷積核處理得到的結果一樣,也就是等變性。這裡同構指的是對原圖進行操作的群和對核,或者按照原文的說法,對影象所在空間進行操作的群滿足一一對應的關係,並且均滿足對稱群的條件。既然群性質一樣,那麼就可以通過分析對核操作的群來間接分析對原圖進行操作的群,獲取變換後的影象資訊。

後續對這兩篇**進行分析。

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