随着技术的进步和发展,计算机的算力越来越强大,尤其是在GPU并行计算能力的推动下,复杂神经网络的计算也变得更加容易实施。另一方面,互联网上涌现出越来越多的数据,极大的丰富了数据库。同时也有越来越多的研究人员开始专门针对神经网络做算法和模型的优化,Alex Krizhevsky等人提出的AlexNet以很大优势获得了2012年ImageNet比赛的冠军。这一成果极大的激发了业界对神经网络的兴趣,开创了使用深度神经网络解决图像问题的途径,随后也在这一领域涌现出越来越多的优秀工作。

    AlexNet与LeNet相比,具有更深的网络结构,包含5层卷积和3层全连接,同时使用了如下三种方法改进模型的训练过程:

    • 数据增多:深度学习中常用的一种处理方式,通过对训练随机加一些变化,比如平移、缩放、裁剪、旋转、翻转或者增减亮度等,产生一系列跟原始图片相似但又不完全相同的样本,从而扩大训练数据集。通过这种方式,可以随机改变训练样本,避免模型过度依赖于某些属性,能从一定程度上抑制过拟合。

    • 使用ReLU激活函数少梯度消失现象


    说明:

    下一节详细介绍数据增多的具体实现方式。


    图2:AlexNet模型网络结构示意图

    AlexNet在眼疾筛查数据集iChallenge-PM上具体实现的代码如下所示: