tensorflow下实现ResNet网络对数据集cifar10的图像分类

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DenseNet传送门：DenseNet

SegNet传送门：semantic segmentation-segnet

ResNet论文地址：https://arxiv.org/pdf/1512.03385.pdf

先来简单讲讲ResNet的网络结构。ResNet的出现是为了解决深度网络中由于层数太多，导致的degradation problem(退化问题），作者在原论文中对比了较为“耿直”的深度卷积网络（例如以VGG为原型，不断加深层数）在不同层数的训练精度：

从图中可见，18层的卷积结构反而要比34层的准确率要高，这就是所谓的degradation problem。而ResNet提出了一种比较新颖的解决方法，即identity mapping：在常用的卷积结构中加入一个shortcut connection(捷径）。如下图所示：

以上图为例，对于一个input,对其做两层卷积操作（包含BN,RELU），在输出端加上卷积操作之前的数值。这里得到的输出作为后续卷积层的输入。这样一个操作便构成了Residual module。

其效果也很显著，相比未加入residual结构的卷积网络，其准确率是随着层数加深而增加的，如下图所示:

其中作者在论文中还介绍了一些ResNet的结构变化，比如卷积核的改变：

以及相应的ResNet A(在shortcut connection的部分为了使维度一致，仅使用zero-padding，不加任何训练参数), ResNet B（仅在需要使维度一致的情况下使用权值参数W计算Wx得到与输出一致的维度）, ResNet C（在每一个shortcut connection均使用权值参数W对shortcut connection的输入进行训练）。不过C版的参数量相较于B版较大，且并没有较大的提升效果，并不推荐使用。

而在进行cifar10的数据集训练的时候，我这里使用的是A版，即不带参数训练的shortcut connection。网络的输入是32x32的图片，并且经过预处理对所有点减去平均值。第一层为一个3x3的卷积层。之后一共有6n个3x3的卷积层，其中对于为{32，16，8}的features maps分别为2n个卷积层。残差网络最后接一个全局的平均池化，以及一个10类的全连接。如果想修改成其他的网络结构（如resnet_56)，只需要修改residual_blocks中的n参数即可。

其模型结构部分代码如下所示：

其代码下载地址：Architecture        其中包含一个之前写好的inceptionv3 和一个正在写的DenseNet.