DRRN閱讀筆記

2021-09-02 22:28:13 字數 2217 閱讀 1669

drrn:深度遞迴殘差網路

本文提出了一種非常深的cnn模型(多達52個卷積層),稱為深度遞迴殘差網路(drrn),它致力於深入而簡潔的網路。 具體而言,採用殘差學習,以減輕培訓深層網路的難度; 遞迴學習用於控制模型引數,同時增加深度。 廣泛的基準評估表明,drrn明顯優於sisr的最新技術水平,同時利用更少的引數。

主要有兩個新穎點:

在vdsr和drcn中應用的只是從輸入到輸出的全域性殘差學習(grl),grl主要可以降低訓練深層網路的難度。drrn中又新增了區域性殘差學習(lrl),可以減少經過深層網路後影象細節的丟失。(lrl每幾個堆疊層就可以有乙個而grl只會有乙個)

關於殘差單元的遞迴學習,可以使得模型更加緊湊。在drcn中,遞迴層被學習並且權重在16個卷積遞迴層中分享。drrn和drcn有兩個主要的區別:一是並不所有卷積層共享乙個權重,drrn擁有由數個殘差單元組成的遞迴塊,權重在這些殘差單元中共享;二是drrn通過設計具有多路徑結構的遞迴塊從梯度**/消失的負擔中解脫出來,可以很容易的訓練,並且僅僅增加卷積深度而不新增引數就能提公升準確度。

以上是resnet,vdsr,drcn和drrn的簡略模型圖

vdsr在殘差分支有20個權重層,這也導致了更大的感受野,grl以及可調節的梯度裁剪使vdsr收斂更快,並且可以處理不同縮放程度的影象。

首先如上圖結構所示,resnet在同一分支下應用了兩次不同的x(第二次的x用的是第一次所得到的結果),而drrn則在同一分支的兩次殘差學習中應用了相同的x,這樣也促進了殘差學習。

殘差單元的基本計算如下:

後來那個何教授提出了一種新的殘差學習方式,即在權重層計算前先進行啟用函式的計算,這樣可以提高效能並使得網路更容易訓練,具體公式如下:

本文作者又進行了進一步改良,使得identify branch 和residual branch的輸入不同,就像第3節開頭所說,對於在乙個遞迴區內的所有identify branch的輸入保持相同,結構如下圖,

這樣的結果是在我們的遞迴區內會有多條不同的路徑,

residual path幫助學習高度複雜的特徵,identity path則用來幫助訓練時的梯度反向傳播,與鏈模式相比,這種模式有利於學習,不容易過擬合,具體計算公式如下:

由於殘差單元被遞迴學習,權重w在乙個遞迴區中共享,但是在不同的遞迴區內不同。

遞迴區具體形狀如上圖figure4.在遞迴區最初有乙個conv層。然後加入數個3.1中所提到的殘差單元。用b來表示遞迴區的數目,xb-1 和 xb 分別是第b個遞迴區的輸入和輸出,u是殘差單元的數量,最後有公式(這裡有點小理解問題,回頭看):

3.3 網路結構

drrn的網路深度可以如下公式計算:

loss通過下式計算:

總感覺實驗沒什麼需要記的東西...

在本文中,我們提出了深度遞迴殘差網路(drrn)的單影象超解析度。 在drrn中,在遞迴塊中遞迴地學習增強的殘差單元結構,並且我們堆疊若干遞迴塊以學習hr和lr影象之間的殘差影象。 然後將殘差與從identity branch傳來的lr影象相加來估計hr影象。 廣泛的基準實驗和分析表明,drrn是sisr的深度,簡潔和卓越的模型。

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