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NASNetLarge在ImageNet上的训练参数配置

发布时间:2024-01-19 18:21:27

NASNetLarge 是一种基于神经架构搜索(Neural Architecture Search,NAS)的神经网络模型,它是由 Google 在 2017 年推出的。该模型是通过搜索算法自动设计出来的,可以在 ImageNet 数据集上进行图像分类任务。

NASNetLarge 模型在训练参数配置方面,使用了以下的设置:

1. 输入图像的大小为 331x331,这可以通过 tf.image.resize_images 函数来实现。

2. 模型使用了标准的批量归一化(Batch Normalization)技术来提高训练效果,可以通过 tf.layers.batch_normalization 函数来实现。

3. 使用了 dropout 技术来防止过拟合,可以通过 tf.layers.dropout 函数来实现。

4. 优化算法使用了带有 momentum 的随机梯度下降(Stochastic Gradient Descent with Momentum),可以通过 tf.train.MomentumOptimizer 类来实现。

5. 使用了学习率衰减策略,即初始学习率为 0.045,然后每 2.4 个 epoch 就将学习率乘以 0.97,可以通过 tf.train.exponential_decay 函数来实现。

6. 在训练过程中,使用了随机裁剪(random crop)和随机水平翻转(random horizontal flip)来增加数据的多样性和鲁棒性,可以通过 tf.image.random_croptf.image.random_flip_left_right 函数来实现。

下面是一个示例代码,展示了如何使用 TensorFlow 搭建 NASNetLarge 模型,并应用上述的训练参数配置:

import tensorflow as tf

def create_nasnet_model(input_shape, num_classes):
    # 输入层
    inputs = tf.placeholder(tf.float32, shape=input_shape)
    
    # 数据增强
    augmented_inputs = tf.image.random_crop(inputs, size=[input_shape[0], 331, 331, input_shape[3]])
    augmented_inputs = tf.image.random_flip_left_right(augmented_inputs)
    
    # 构建 NASNetLarge 网络结构
    nasnet_large = tf.keras.applications.NASNetLarge(include_top=False, input_tensor=augmented_inputs, weights=None)
    
    # 添加全局平均池化层和全连接层
    x = nasnet_large.output
    x = tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D()(x)
    x = tf.keras.layers.Dropout(0.5)(x)
    x = tf.keras.layers.Dense(num_classes, activation="softmax")(x)
    
    # 创建模型
    model = tf.keras.models.Model(inputs=inputs, outputs=x)
    
    return model

# 定义训练参数
input_shape = (None, None, 3)
num_classes = 1000
learning_rate = 0.045
momentum = 0.9
batch_size = 64
epochs = 100

# 创建模型
model = create_nasnet_model(input_shape, num_classes)

# 定义优化器
optimizer = tf.train.MomentumOptimizer(learning_rate, momentum)

# 定义学习率衰减策略
global_step = tf.Variable(0, trainable=False)
learning_rate = tf.train.exponential_decay(learning_rate, global_step, decay_steps=2.4*epochs, decay_rate=0.97)
update_ops = tf.get_collection(tf.GraphKeys.UPDATE_OPS)
with tf.control_dependencies(update_ops):
    train_op = optimizer.minimize(loss, global_step=global_step)

# 训练模型
with tf.Session() as sess:
    sess.run(tf.global_variables_initializer())
    
    for epoch in range(epochs):
        # TODO: 加载数据集并进行训练
        
        # 执行训练操作
        sess.run(train_op, feed_dict={inputs: batch_inputs, labels: batch_labels})

在这个例子中,我们首先通过 create_nasnet_model 函数创建了一个 NASNetLarge 模型,它使用了 ImageNet 的预训练权重。然后定义了学习率衰减策略和优化器,最后通过执行训练操作来进行模型的训练。

需要注意的是,在这个例子中,数据集的加载和训练部分还没有完全实现,你需要根据具体的数据集和任务来进行相应的实现。这里给出的代码主要是为了展示如何构建 NASNetLarge 模型和使用训练参数配置。