Resolution in deep convolutional neural networks (CNNs) is typically bounded by the receptive field size through filter sizes, and subsampling layers or strided convolutions on feature maps. The optimal resolution may vary significantly depending on the dataset. Modern CNNs hard-code their resolution hyper-parameters in the network architecture which makes tuning such hyper-parameters cumbersome. We propose to do away with hard-coded resolution hyper-parameters and aim to learn the appropriate resolution from data. We use scale-space theory to obtain a self-similar parametrization of filters and make use of the N-Jet: a truncated Taylor series to approximate a filter by a learned combination of Gaussian derivative filters. The parameter {\sigma} of the Gaussian basis controls both the amount of detail the filter encodes and the spatial extent of the filter. Since {\sigma} is a continuous parameter, we can optimize it with respect to the loss. The proposed N-Jet layer achieves comparable performance when used in state-of-the art architectures, while learning the correct resolution in each layer automatically. We evaluate our N-Jet layer on both classification and segmentation, and we show that learning {\sigma} is especially beneficial for inputs at multiple sizes.


翻译:深层神经神经网络(CNNs)的分辨率通常受通过过滤器尺寸和子抽样层或地貌图上的分层的可接受字段大小的约束。 最佳分辨率可能因数据集的不同而大不相同。 现代CNN 硬编码其在网络结构中的分辨率超参数, 使得调整这种超参数十分繁琐。 我们提议取消硬码的超参数, 目的是从数据中学习适当的分辨率。 我们用比例空间理论来获得过滤器的自相近的准称, 并使用N- Jet : 一个短调的泰勒系列, 以通过高斯衍生过滤器的学习组合来接近过滤器。 高斯基的参数 $sigma} 控制过滤器编码的详细程度和过滤器的空间范围。 由于 {sigma} 是连续的参数, 我们可以在损失方面优化它。 拟议的N- Jet 层在使用州艺术结构时实现相似的性能, 并且通过高斯派衍生器的精度组合来接近过滤器。 高斯基基基的参数是我们学习多层次的正确分层。

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