神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是提高深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)。研究人員開發(fā)出了首個通過語法引導(dǎo)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成器AOGNets，它能更有效地在原始數(shù)據(jù)中提取信息，在圖像分類、目標(biāo)檢測和分割方面的表現(xiàn)優(yōu)于包括ResNets、DenseNets、ResNeXts和DualPathNets在內(nèi)最先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一個通過語法指導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)生成器來打造深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新框架。在實驗測試中，被稱為AOGNets的新網(wǎng)絡(luò)在視覺識別任務(wù)方面優(yōu)于現(xiàn)有的最先進(jìn)的框架，包括廣泛使用的ResNet和DenseNet系統(tǒng)。

作為這項研究中一篇論文的作者，北卡羅萊納州立大學(xué)電子與計算機(jī)工程副教授吳田富博士說：“與我們對比過的任何一個網(wǎng)絡(luò)相比，AOGNets都具有更好的預(yù)測精度?！?AOGNets也更容易解釋，這意味著用戶可以看到系統(tǒng)是如何得出結(jié)論的。”

新框架對系統(tǒng)架構(gòu)使用了一個組合語法方法，該方法可以從以前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上獲取最佳實踐，從而更有效地從原始數(shù)據(jù)中提取有用的信息。

吳教授說：“我們發(fā)現(xiàn)，層次和組合語法為我們提供了一種簡單、優(yōu)雅的方法來統(tǒng)一以前系統(tǒng)架構(gòu)所采用的方法，據(jù)我們所知，這是第一個將語法用于網(wǎng)絡(luò)生成的成果?！?/p>

為了測試他們的新框架，研究人員開發(fā)了AOGNets，并將其用三個圖像分類基準(zhǔn)（CIFAR-10、CIFAR-100和ImageNet-1K）進(jìn)行了測試。

“在公平比較下，AOGNets的表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他所有最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，包括ResNets, DenseNets, ResNeXts和DualPathNets?！?吳田富說：”利用圖像網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)剖分度量，AOGNets獲得了最高的模型可解釋性分。AOGNets在對抗性防御和平臺不可知（ platform-agnostic）部署（移動vs云）方面進(jìn)一步顯示出巨大的潛力。”

研究人員還使用vanilla Mask R-CNN系統(tǒng)在微軟Coco基準(zhǔn)測試中測試了AOGNets在目標(biāo)檢測和實例語義分割方面的表現(xiàn)。

“在模型尺寸更小、推理時間相似或更短的情況下，AOGNets比ResNet和ResNeXt獲得了更好的結(jié)果。” 吳教授表示：“結(jié)果表明，在目標(biāo)檢測和分割任務(wù)中，AOGNets具有較好的學(xué)習(xí)效果?！?/p>

這些測試是相關(guān)的，因為圖像分類是視覺識別的核心基礎(chǔ)任務(wù)之一，而ImageNet是標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模分類基準(zhǔn)。同樣，目標(biāo)檢測和分割是兩個核心的高級視覺任務(wù)，而MS-COCO是最廣泛使用的基準(zhǔn)之一。

“為了評估用于視覺識別中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它們是黃金試驗臺?！?吳田富說道：“AOGNets是在一個有原則的語法框架下開發(fā)的，并在ImageNet和MS-COCO下都得到了顯著的改進(jìn)，從而對許多實際應(yīng)用中的表示學(xué)習(xí)顯示出潛在的廣泛和深刻的影響。”