shuxiangguo/cnn_np

使用numpy构建cnn复习深度学习知识

cnn_np

本仓库主要使用numpy来实现深度学习中常用的网络结构，复习深度学习相关知识。

使用构造的网络模块搭建LeNet-5（结构参考Caffe实现）训练手写数字识别。

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卷积

卷积模块实现时，使用标准模块测试输入输出。

卷积前向传播较为简单，只需要将权值转换为列向量，图像转换为列向量，然后按照矩阵乘法同时加上偏置在转换为图像即可。

卷积反向传播较难，首先通过误差计算权值和偏置的梯度，然后计算该误差下一传播过程中的误差，该计算中注意误差需要通过pad然后转换为列向量，和权重上下翻转后相乘即可。

pytorch卷积实现conv.py

在 Caffe 中如何计算卷积？ 贾扬清讲解caffe中如何计算卷积。

Convolutional Neural Networks backpropagation: from intuition to derivation

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池化层

本仓库实现了MaxPool2d。

Convnet: Implementing Maxpool Layer with Numpy

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全连接层

全连接层

linear.py

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Softmax层

Softmax层当前神经元的输出对当前的神经元的导数之和$-a_ia_j$以及$a_i(1-a_i)$。

softmax函数与交叉熵的反向梯度传导 本文介绍了softmax层的反向传播。

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激活函数层

activation.py pytorch中激活函数设计参考。

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损失函数层

CrossEntropy层使用了one-hot编码的target。

pytorch loss function 总结 其中介绍了pytorch中各个损失函数的关系，本仓库实现CrossEntropy包含LogSoftmax。

loss.py pytorch中相应的loss设计参考。

One Hot Encoding using numpy

numpy之one-hot

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实现日志

• Conv2d
• Pool2d
• Linear
• Softmax
• CrossEntropy
• ReLU
• LReLU

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参考链接

• 手把手带你用Numpy实现CNN <零> 作者也是基于这个思路讲解项目思路。
• CNN-Numpy 代码可以参考。
• 贾扬清分享_深度学习框架caffe 贾扬清关于caffe的一些分享。
• Convolutional Neural Networks (CNNs / ConvNets) cs231n中关于卷积的教程。
• Implementing convolution as a matrix multiplication 实现卷积操作。
• lenet.prototxt Caffe中关于LeNet-5的相关实现。
• Netscope Netscope一款开源的网络可视化框架（支持caffe）。
• pytorch mnist code pytorch中mnist代码参考。
• pytorch modules pytorch中深度学习模块实现列表。
• NumPyCNN 使用np实现了卷积层、ReLU和最大池化层。
• nnet 用deeppy深度学习框架实现的细节。
• brainforge，这是一个仅仅基于np实现的NN库，其中layers和optimization等，可以作为后期实现参考。