mobilenetv3复现
时间: 2023-10-07 22:14:06 浏览: 216
MobileNetV3是一个神经网络模型,可以用于图像分类和语义分割等任务。关于MobileNetV3的复现,有一些资源可以参考。其中,《Searching for MobileNetV3》是MobileNetV3的论文,可以了解详细的网络结构和设计思路。另外,《神经网络学习小记录39——MobileNetV3(small)模型的复现详解》是一个详细解释了MobileNetV3(small)模型复现过程的博客文章,可以学习到具体的代码实现细节。此外,还有一个PyTorch复现的语义分割模型DeeplabV3plus,其中使用了MobileNetV2作为backbone之一。请注意,这些资源提供的是代码和网络结构的复现,不包含已训练好的模型。
相关问题
MobileNetv3复现
### MobileNetV3 模型复现的 PyTorch 和 TensorFlow 实现
#### 网络结构概述
MobileNetV3 是一种轻量级卷积神经网络架构,专为移动设备设计,在保持高性能的同时减少计算成本。它引入了多个创新点,包括 SE(Squeeze-and-Excitation)模块和新型激活函数 h-swish[^3]。
#### PyTorch 实现代码
以下是基于 PyTorch 的 MobileNetV3 模型实现:
```python
import torch.nn as nn
import torch
class HSwish(nn.Module):
def forward(self, x):
return x * nn.functional.relu6(x + 3) / 6
class SqueezeExcite(nn.Module):
def __init__(self, input_channels, squeeze_factor=4):
super(SqueezeExcite, self).__init__()
squeezed_channels = max(1, input_channels // squeeze_factor)
self.se = nn.Sequential(
nn.AdaptiveAvgPool2d(1),
nn.Conv2d(input_channels, squeezed_channels, kernel_size=1),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Conv2d(squeezed_channels, input_channels, kernel_size=1),
nn.Hardsigmoid()
)
def forward(self, x):
return x * self.se(x)
class Bottleneck(nn.Module):
def __init__(self, in_planes, out_planes, kernel_size, stride, expand_ratio,
use_se=False, activation="RE"):
super(Bottleneck, self).__init__()
hidden_dim = int(in_planes * expand_ratio)
layers = []
if expand_ratio != 1:
act_layer = nn.ReLU if activation == "RE" else HSwish
layers.append(conv_1x1_bn(hidden_dim, act_layer))
pad = (kernel_size - 1) // 2
layers.extend([
conv_bn_act(hidden_dim, hidden_dim, kernel_size, stride, pad, nn.ReLU if activation == "RE" else HSwish),
SqueezeExcite(hidden_dim) if use_se else nn.Identity(),
conv_1x1_bn(hidden_dim, out_planes, nn.Identity)
])
self.block = nn.Sequential(*layers)
self.residual_connection = (stride == 1 and in_planes == out_planes)
def forward(self, x):
residual = x
out = self.block(x)
if self.residual_connection:
out += residual
return out
def mobilenet_v3_large(num_classes=1000):
cfgs = [
# k, t, c, SE, NL, s
[3, 1, 16, False, "RE", 1],
[3, 4, 24, False, "RE", 2], ...
]
layers = [conv_bn_act(3, 16, 3, 2, 1, nn.Hardswish)]
in_planes = 16
for k, t, c, use_se, nl, s in cfgs:
exp_size = t * in_planes
layers.append(Bottleneck(in_planes, c, k, s, t, use_se, nl))
in_planes = c
layers.extend([HSwish(), AdaptiveAvgPool2d(output_size=1), ...])
model = nn.Sequential(*layers)
classifier = nn.Linear(..., num_classes)
return nn.Sequential(model, classifier.flatten_start_dim(1), classifier)
```
上述代码实现了 MobileNetV3-Large 版本的核心组件,包括瓶颈层、SE 模块和 h-swish 激活函数。
---
#### TensorFlow 实现代码
以下是基于 TensorFlow 的 MobileNetV3 模型实现:
```python
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers, models
class HardSwish(layers.Layer):
def call(self, inputs):
return inputs * tf.nn.relu6(inputs + 3.0) / 6.0
class SqueezeExcite(tf.keras.layers.Layer):
def __init__(self, filters, se_ratio=0.25, **kwargs):
super(SqueezeExcite, self).__init__(**kwargs)
reduced_filters = max(1, int(filters * se_ratio))
self.global_pool = layers.GlobalAveragePooling2D()
self.reshape = layers.Reshape((1, 1, filters))
self.fc1 = layers.Conv2D(reduced_filters, kernel_size=1, activation='relu')
self.fc2 = layers.Conv2D(filters, kernel_size=1, activation='hard_sigmoid')
def call(self, inputs):
x = self.global_pool(inputs)
x = self.reshape(x)
x = self.fc1(x)
x = self.fc2(x)
return inputs * x
def bottleneck_block(inputs, expansion, output_channels, strides, se_ratio=None, activation='relu'):
expanded = layers.Conv2D(expansion, kernel_size=1, padding='same', use_bias=False)(inputs)
bn1 = layers.BatchNormalization()(expanded)
act1 = layers.Activation('relu' if activation == 'relu' else HardSwish())(bn1)
depthwise = layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=3, strides=strides, padding='same')(act1)
bn2 = layers.BatchNormalization()(depthwise)
act2 = layers.Activation('relu' if activation == 'relu' else HardSwish())(bn2)
if se_ratio is not None:
act2 = SqueezeExcite(act2.shape[-1], se_ratio)(act2)
pointwise = layers.Conv2D(output_channels, kernel_size=1, padding='same', use_bias=False)(act2)
bn3 = layers.BatchNormalization()(pointwise)
if strides == 1 and inputs.shape[-1] == output_channels:
return layers.Add()([inputs, bn3])
return bn3
def build_mobilenet_v3_large(input_shape=(224, 224, 3), num_classes=1000):
inputs = layers.Input(shape=input_shape)
x = layers.Conv2D(16, kernel_size=3, strides=2, padding='same', use_bias=False)(inputs)
x = layers.BatchNormalization()(x)
x = layers.Activation(HardSwish())(x)
config = [
(16, 16, 1, False, 'relu'),
(72, 24, 2, False, 'relu'),
(88, 24, 1, False, 'relu'),
(96, 40, 2, True, 'h_swish'),
...
]
for i, (expansion, channels, stride, use_se, act) in enumerate(config):
x = bottleneck_block(x, expansion, channels, stride, use_se, act)
x = layers.Conv2D(960, kernel_size=1, padding='same', use_bias=False)(x)
x = layers.BatchNormalization()(x)
x = layers.Activation(HardSwish())(x)
x = layers.AveragePooling2D(pool_size=x.shape[1:3])(x)
x = layers.Conv2D(1280, kernel_size=1, padding='same', use_bias=False)(x)
x = layers.Activation(HardSwish())(x)
x = layers.Flatten()(x)
outputs = layers.Dense(num_classes, activation='softmax')(x)
return models.Model(inputs, outputs)
```
此代码定义了一个完整的 MobileNetV3-Large 架构,并支持自定义输入形状和类别数[^1]。
---
#### 总结
通过以上两种框架的实现方式可以看出,PyTorch 更加灵活且适合研究用途,而 TensorFlow 提供更高效的部署能力。两者均需注意模型配置文件的设计与参数调整以适配不同硬件环境下的推理需求[^2]。
mobilenetv4复现
### 关于 MobileNetV4 的复现
MobileNet系列模型因其高效性和准确性而广泛应用于各种计算机视觉任务中。对于MobileNetV4的具体实现,虽然官方尚未发布详细的论文或源码,可以根据前几代MobileNet的设计理念和发展趋势来进行推测和尝试。
#### 设计思路
MobileNet架构的核心特点之一是使用深度可分离卷积(depthwise separable convolution),这显著减少了计算成本并保持了较高的精度[^1]。因此,在构建MobileNetV4时可以考虑继续沿用这一特性,并在此基础上探索新的改进方向,比如引入更先进的激活函数、正则化技术或者网络结构优化策略等。
#### 数据预处理
考虑到数据增强的重要性,类似于MobileNetV2水果识别模型中的做法,可以通过`ImageDataGenerator`类对输入图像进行多种变换操作以增加样本多样性。具体参数设置如下所示:
```python
datagen = ImageDataGenerator(
rotation_range=40,
width_shift_range=0.2,
height_shift_range=0.2,
shear_range=0.2,
zoom_range=0.2,
horizontal_flip=True,
vertical_flip=True,
fill_mode='nearest'
)
```
这些转换有助于提高模型泛化能力,使其更好地应对不同条件下的实际应用场景需求[^3]。
#### 训练过程
由于缺乏具体的MobileNetV4文档指导,建议先参照已有的MobileNet版本(如MobileNetV2/V3),调整超参数直至获得满意的效果。如果可能的话,还可以借鉴其他轻量化神经网络的成功经验,例如EfficientNet等,通过实验验证哪些组件最适合当前任务目标。
另外值得注意的是,在资源有限的情况下开发高效的移动端部署方案尤为重要。此时可以参考FaceNet模型采用的知识蒸馏方法,即让小型的学生模型模仿大型教师模型的行为模式,以此达到减少模型尺寸而不牺牲太多性能的目的。
#### 示例代码框架
下面给出一个简化版的PyTorch风格伪代码片段用于说明如何搭建一个基础的MobileNetV4-like网络:
```python
import torch.nn as nn
class MBConv(nn.Module):
def __init__(self, inp, oup, stride, expand_ratio):
super(MBConv, self).__init__()
hidden_dim = round(inp * expand_ratio)
layers = []
if expand_ratio != 1:
# pw
layers.append(ConvBNReLU(inp, hidden_dim, kernel_size=1))
layers.extend([
# dw
ConvBNReLU(hidden_dim, hidden_dim, stride=stride, groups=hidden_dim),
# pw-linear
nn.Conv2d(hidden_dim, oup, 1, 1, 0, bias=False),
nn.BatchNorm2d(oup),
])
self.conv = nn.Sequential(*layers)
def forward(self, x):
return self.conv(x)
def _make_divisible(v, divisor, min_value=None):
"""
This function is taken from the original tf repo.
It ensures that all layers have a channel number that is divisible by 8
"""
...
class MobileNetV4Like(nn.Module):
def __init__(...):
...
def forward(...):
...
```
此段代码仅作为概念展示用途,实际应用需根据具体情况做适当修改和完善。
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