Understanding Neural Networks via Feature Visualization: A survey(2)

綜述太長(zhǎng)考婴,分兩部分寫(xiě)。

文章第二部分介紹了Plug and Play Generative Networks這篇文章中提到了一個(gè)概率解釋公式憨琳,在這個(gè)公式下解釋其它的AM理論锰蓬,AM需要兩個(gè)(1)一個(gè)圖像先驗(yàn),(2)一個(gè)我們想可視化的分類網(wǎng)絡(luò)

實(shí)際實(shí)驗(yàn)中我們常常只想激活一個(gè)a_{i}^j ,但是經(jīng)常會(huì)同時(shí)讓其它地神經(jīng)元(同層其他的甚至深層的)也增大了(就是類別相通性赋咽,羚羊一型的神經(jīng)元被最大激活旧噪,羚羊二型也會(huì)被激活),因此無(wú)法保證目標(biāo)單元是這一層最高激活的單元脓匿,這樣淘钟,生成的圖片可能就失去了對(duì)目標(biāo)unit的獨(dú)一無(wú)二性。所以選擇性的激活是希望a_{i}^l 最大


y給定神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的類別陪毡,x是圖片

所以p(y|x)最后一層就表示一個(gè)分類模型米母,中間層就表示激活值,然后p(x)表示的是圖像的先驗(yàn)信息


更新公式



提到兩個(gè)數(shù)據(jù)集毡琉,一個(gè)是周博磊的Object detectors emerge

in deep scene cnns. In: International Conference on Learning Representations (ICLR)

(2015) pages 15? MIT Places dataset铁瞒,還一個(gè)是UCF-101


互補(bǔ)的例證

周博磊的文章是找到原始圖片中的區(qū)域,但是這個(gè)文章是重新生成圖片桅滋,這兩者有一個(gè)互補(bǔ)的證明

也可以激活一組神經(jīng)元來(lái)探討神經(jīng)元之間的關(guān)系慧耍,比如探討一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是如何區(qū)分開(kāi)兩個(gè)相近的視覺(jué)類別,“黑斑羚”和“大嶺羊”,一個(gè)方法就是最大黑斑羚的神經(jīng)元蜂绎,但是同時(shí)最小大羚羊的神經(jīng)元? 栅表。Second, one may reveal different facets of a

neuron [29] by activating different pairs of units. That is, activating two units at

the same time e.g. (castle + candle); and (piano + candle) would produce two

distinct images of candles that activate the same “candle” unit


揭示一個(gè)神經(jīng)元的多個(gè)面


從一個(gè)分割網(wǎng)絡(luò)去AM

討論和結(jié)論:
1? ? 我們可能希望利用AM方法來(lái)對(duì)比不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所學(xué)到的特征,但是這 需要一個(gè)通用的AM方法能夠產(chǎn)生一致的师枣,可解釋的可視化對(duì)于不同數(shù)據(jù)集和不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所學(xué)到的特征怪瓶。這就很困難,因?yàn)椋?)不同數(shù)據(jù)集和不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的圖片先驗(yàn)可能很不一樣践美,(2)對(duì)不同的架構(gòu)甚至是同一架構(gòu)不同深度的神經(jīng)元洗贰,為了達(dá)到最好的表現(xiàn),超參數(shù)都不一樣陨倡。

2? ? ?我們需要提出一種評(píng)估AM理論的嚴(yán)格辦法敛滋,尚未搞清楚生成的圖片是因?yàn)榧拥膹?qiáng)先驗(yàn)還是來(lái)自于訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)

3? ? ?網(wǎng)絡(luò)的概念信息可能是分布式的,或者說(shuō)一個(gè)多個(gè)神經(jīng)元表示一個(gè)概念兴革。

4? ? ?將AM方法和其它可視化方法結(jié)合起來(lái)绎晃,或者將AM算法和診斷網(wǎng)絡(luò)解釋性的應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)? ?Deepxplore: Automated whitebox testing?of deep learning systems.

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