
大模型RAG技術:從入門到實踐
導向反向傳播(Guided-backpropagation)結合了普通反向傳播和反卷積網絡的優勢,通過僅回傳輸入和梯度均大于0的位置,以提供更清晰的特征可視化效果。這種方法有效地抑制了負梯度的傳播,增強了網絡對特定特征的敏感度。
卷積核在CNN中充當特征提取的核心角色。它通過在輸入數據上滑動,并計算卷積操作來提取特定的特征。可視化卷積核的目的是理解它們如何從像素空間映射到特征空間。
為了更直觀地了解卷積核的工作,我們可以通過可視化卷積核的權重來觀察其感受野和特征提取能力。通常,第一層卷積核較易于理解,因其通常提取邊緣和形狀等基本特征,而后續層的卷積核則越來越抽象。
熱力圖可視化技術旨在展示CNN對輸入圖像不同區域的響應強度。通過熱力圖,研究者可以看到網絡關注圖像的哪些部分,并理解這些區域在分類任務中的重要性。
類激活圖(CAM)通過全局平均池化和全連接層的權重來生成熱力圖。然而,CAM的局限性在于需要對網絡結構進行修改。為此,Grad-CAM(梯度加權類激活圖)被提出,它不需要修改現有網絡結構,即可生成熱力圖。
Grad-CAM++進一步提高了熱力圖的定位精度,特別適用于同類多目標的場景。其通過復雜的加權系數計算方法,增強了對多個目標的定位能力。
梯度可視化技術通過計算輸入圖像對網絡輸出的梯度,幫助理解哪些區域對網絡輸出有較大影響。不同的梯度下降法(如Adam、RMSProp)在優化過程中表現出不同的特點,可以通過動畫進行展示。
CNN-Explainer是一種交互式可視化工具,它為研究者提供了直觀的界面,以觀察CNN的各層特征圖和卷積過程。該工具對深度學習的初學者尤為有用,幫助他們理解CNN的工作機制。
除了CNN-Explainer,還有許多工具可用于特征圖、卷積核和熱力圖的可視化。例如,Netscope提供了一個在線平臺用于可視化Caffe的模型結構,PlotNeuralNet則允許用戶通過手動畫圖進行網絡結構的展示。
通過對CNN可視化技術的深入探討,我們可以更好地理解卷積神經網絡的內部機制。這不僅有助于優化現有模型,還能促進新型網絡架構的開發。未來,隨著可視化技術的不斷進步,我們將能夠更精確地揭示深度學習模型的“黑盒”本質。
問:什么是CNN可視化?
問:為什么要進行卷積核可視化?
問:Grad-CAM與CAM的區別是什么?
問:哪些工具可以用于CNN可視化?
問:如何選擇合適的可視化技術?