AIR学术沙龙第4期|基于第一原理的深度(卷积)神经网络

SoftwareTeacher
《编程之美》作者
领域专家: 产品设计技术领域
2022-01-10 13:49:05

AIR学术沙龙第4期|基于第一原理的深度(卷积)神经网络
https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404641945686245745
深度神经网络本身的层次结构其实就是在做迭代的优化,做数据压缩,逐层逐步优化数据特征的表达。

——马毅

活动概况

5月27日上午,第四期AIR学术沙龙跨越太平洋,在清华大学智能产业研究院(AIR)图灵报告厅展开了一场精彩的隔空对话。本期活动荣幸地邀请到加利福尼亚大学伯克利分校电子工程与计算机科学系马毅教授线上做题为《基于第一原理的深度(卷积)神经网络》的报告,这是他首次用中文深度解析这一课题。

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# 基于YOLOv5与Swin Transformer移位窗口注意力的全场景车辆精准检测系统 本方案构建了一套高精度全场景车辆智能检测系统,核心采用YOLOv5目标检测架构并将主干网络CSPDarknet替换为Swin-Transformer系列。Swin-Transformer通过移位窗口多头自注意力机制,在非重叠局部窗口内计算注意力并实现窗口间信息交互,兼顾全局建模能力与线性计算复杂度。其层级化特征金字塔结构天然适配目标检测任务,窗口大小7×7与移位策略有效捕获交通场景中车辆的全局轮廓与局部细节特征。Swin-Transformer中的Tiny、Small、Base、Large型号表示网络规模,Tiny最轻量适合边缘计算设备快速推理,Large精度最高适合云端复杂场景分析。网络采用ImageNet预训练权重初始化,结合分层冻结策略——冻结Swin-Transformer前三个阶段低层特征层,仅微调第四阶段与检测头,在保持底层特征泛化能力的同时高效适配拥堵路口、高速公路、夜间及恶劣天气等多变交通场景下的车辆检测任务。 数据预处理集成光照校正与增强策略,图像统一缩放置640×640。采用自适应直方图均衡化改善阴影与逆光条件下的车辆可见性,结合随机旋转、水平翻转与Mosaic增强提升小目标与小尺寸车辆检测能力。训练采用CIoU边框损失与焦点分类损失平衡正负样本,配合Swin-Transformer的相对位置偏置与层自适应学习率缩放,采用AdamW优化器与余弦退火学习率调度确保收敛稳定。系统通过混淆矩阵实时监控精准率、召回率、F1分数与mAP@0.5:0.95等指标,针对轿车、卡车、公交车、摩托车、自行车等多类别独立统计并保存最优权重。训练日志以JSON格式记录,支持损失曲线、精度曲线及学习率衰减曲线可视化。 系统提供完整评估管线,涵盖PR曲线、F1-置信度曲线及混淆矩阵

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