(Tensorflow) EfficientNet Lite

EfficientNet 是一种卷积神经网络架构和缩放方法，它使用 复合系数 均匀缩放深度/宽度/分辨率的所有维度。与传统做法不同，传统做法任意缩放这些因素，EfficientNet 缩放方法使用一组固定的缩放系数均匀缩放网络宽度、深度和分辨率。例如，如果我们想使用 $2^N$ 倍的计算资源，那么我们可以简单地将网络深度增加 $\alpha ^ N$ ，宽度增加 $\beta ^ N$ ，图像大小增加 $\gamma ^ N$ ，其中 $\alpha, \beta, \gamma$ 是通过对原始小型模型进行小网格搜索确定的常数系数。EfficientNet 使用复合系数 $\phi$ 以一种有原则的方式均匀缩放网络宽度、深度和分辨率。

复合缩放方法的合理性在于，如果输入图像更大，那么网络需要更多层来增加感受野，以及更多通道来捕捉更大图像上更细粒度的模式。

基础 EfficientNet-B0 网络基于 MobileNetV2 的倒置瓶颈残差块。

EfficientNet-Lite 通过引入 ReLU6 激活函数并移除挤压和激励块，使 EfficientNet 更适合移动设备。

此模型的权重是从 Tensorflow/TPU 移植的。

如何在图像上使用此模型？

要加载预训练模型

>>> import timm
>>> model = timm.create_model('tf_efficientnet_lite0', pretrained=True)
>>> model.eval()

要加载和预处理图像

>>> import urllib
>>> from PIL import Image
>>> from timm.data import resolve_data_config
>>> from timm.data.transforms_factory import create_transform

>>> config = resolve_data_config({}, model=model)
>>> transform = create_transform(**config)

>>> url, filename = ("https://github.com/pytorch/hub/raw/master/images/dog.jpg", "dog.jpg")
>>> urllib.request.urlretrieve(url, filename)
>>> img = Image.open(filename).convert('RGB')
>>> tensor = transform(img).unsqueeze(0) # transform and add batch dimension

要获取模型预测

>>> import torch
>>> with torch.no_grad():
...     out = model(tensor)
>>> probabilities = torch.nn.functional.softmax(out[0], dim=0)
>>> print(probabilities.shape)
>>> # prints: torch.Size([1000])

要获取前 5 个预测类别名称

>>> # Get imagenet class mappings
>>> url, filename = ("https://raw.githubusercontent.com/pytorch/hub/master/imagenet_classes.txt", "imagenet_classes.txt")
>>> urllib.request.urlretrieve(url, filename)
>>> with open("imagenet_classes.txt", "r") as f:
...     categories = [s.strip() for s in f.readlines()]

>>> # Print top categories per image
>>> top5_prob, top5_catid = torch.topk(probabilities, 5)
>>> for i in range(top5_prob.size(0)):
...     print(categories[top5_catid[i]], top5_prob[i].item())
>>> # prints class names and probabilities like:
>>> # [('Samoyed', 0.6425196528434753), ('Pomeranian', 0.04062102362513542), ('keeshond', 0.03186424449086189), ('white wolf', 0.01739676296710968), ('Eskimo dog', 0.011717947199940681)]

将模型名称替换为要使用的变体，例如 tf_efficientnet_lite0。您可以在此页面顶部的模型摘要中找到 ID。

要使用此模型提取图像特征，请按照 timm 特征提取示例，只需更改要使用的模型名称。

如何微调此模型？

您可以通过更改分类器（最后一层）来微调任何预训练模型。

>>> model = timm.create_model('tf_efficientnet_lite0', pretrained=True, num_classes=NUM_FINETUNE_CLASSES)

要针对您自己的数据集进行微调，您必须编写训练循环或调整 timm 的训练脚本以使用您的数据集。

如何训练此模型？

您可以按照 timm 食谱脚本来从头训练一个新模型。

引用

@misc{tan2020efficientnet,
      title={EfficientNet: Rethinking Model Scaling for Convolutional Neural Networks},
      author={Mingxing Tan and Quoc V. Le},
      year={2020},
      eprint={1905.11946},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.LG}
}

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