如何计算CNN的权重数量?

如何计算一个用于将图像分类为两类的卷积神经网络的权重数量?

  • 输入:100×100的灰度图像。
  • 第一层:包含60个7×7卷积滤波器的卷积层(步长=1,有效填充)。
  • 第二层:包含100个5×5卷积滤波器的卷积层(步长=1,有效填充)。
  • 第三层:一个最大池化层,将第二层的尺寸缩小4倍(例如,从500×500缩小到250×250)。
  • 第四层:包含250个单元的全连接层。
  • 第五层:包含200个单元的全连接层。
  • 第六层:单个输出单元。

假设每一层都存在偏置。此外,池化层也有一个权重(类似于AlexNet)。

这个网络有多少权重?

一些Keras代码

import kerasfrom keras.models import Sequentialfrom keras.layers import Densefrom keras.layers import Conv2D, MaxPooling2Dmodel = Sequential()# 第一层model.add(Conv2D(60, (7, 7), input_shape = (100, 100, 1), padding="same", activation="relu"))# 第二层model.add(Conv2D(100, (5, 5), padding="same", activation="relu"))# 第三层model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))# 第四层model.add(Dense(250))# 第五层model.add(Dense(200))model.summary()

回答:

TL;DR – 适用于TensorFlow + Keras

使用Sequential.summary链接到文档。

使用示例:

from tensorflow.keras.models import *model = Sequential([    # 你的架构在这里]);model.summary()

你的架构的输出是:

Model: "sequential"_________________________________________________________________Layer (type)                 Output Shape              Param #   =================================================================conv2d (Conv2D)              (None, 94, 94, 60)        3000      _________________________________________________________________conv2d_1 (Conv2D)            (None, 90, 90, 100)       150100    _________________________________________________________________max_pooling2d (MaxPooling2D) (None, 45, 45, 100)       0         _________________________________________________________________flatten (Flatten)            (None, 202500)            0         _________________________________________________________________dense (Dense)                (None, 250)               50625250  _________________________________________________________________dense_1 (Dense)              (None, 200)               50200     _________________________________________________________________dense_2 (Dense)              (None, 1)                 201       =================================================================Total params: 50,828,751Trainable params: 50,828,751Non-trainable params: 0_________________________________________________________________

共有50,828,751个参数。

解释

2D卷积层中的权重数量

对于一个2D卷积层,具有

  • num_filters个滤波器,
  • 滤波器大小为filter_size * filter_size * num_channels
  • 每个滤波器有一个偏置参数

权重数量为:(num_filters * filter_size * filter_size * num_channels) + num_filters

例如:你的神经网络中的第一层具有

  • 60个滤波器
  • 滤波器大小为7 * 7 * 1。(注意,通道数量(1)来自输入图像。)

其中的权重数量为:(60 * 7 * 7 * 1) + 60,即3000

全连接层中的权重数量

对于一个全连接层,具有

  • num_units个神经元,
  • 前一层的num_inputs个神经元,
  • 每个神经元有一个偏置参数

权重数量为:(num_units * num_inputs) + num_units

例如 你的神经网络中的第五层具有

  • 200个神经元
  • 前一层(第四层)有250个神经元。

其中的权重数量为200 * 250 + 200,即50200

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