主要内容

深度网络设计器

设计、可视化和培训深度学习网络

描述

这个深度网络设计器应用程序可以让你建立,可视化,编辑和训练深度学习网络。使用这个应用程序,你可以:

  • 构建、导入、编辑和组合网络。

  • 加载预先训练的网络并编辑它们以进行迁移学习。

  • 查看和编辑图层特性,并添加新图层和连接。

  • 分析网络以确保正确定义网络架构,并在培训前检测问题。

  • 导入并可视化数据存储和图像数据,用于培训和验证。

  • 对图像分类训练数据进行增强,并可视化类标签的分布。

  • 培训网络并监控培训的准确性,损失和验证指标。

  • 将训练有素的网络输出到工作空间或Simulink万博1manbetx®

  • 生成MATLAB®建立和培训网络的规范。

打开深层网络设计师App

  • MATLAB工具条:关于应用程序选项卡,在机器学习与深度学习,单击应用程序图标。

  • MATLAB命令提示:输入deepNetworkDesigner

例子

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在深度网络设计器中研究一个简单的预训练图像分类网络。

打开应用程序并选择预训练网络。您也可以通过选择设计师选项卡并单击新的. 如果需要下载网络,请单击安装打开加载项资源管理器。

小费

开始时,试着选择一个更快的网络,比如挤压网或谷歌网。一旦您了解了哪些设置工作正常,请尝试更精确的网络,如Inception-v3或ResNet,看看这是否会改善您的结果。有关选择预训练网络的详细信息,请参阅预训练深度神经网络

深度网络设计器显示可用网络的开始页

设计师窗格中,可视化并浏览网络。有关可用预训练网络的列表以及如何比较这些网络,请参阅预训练深度神经网络

显示预训练网络的Deep Network Designer

有关使用Deep Network Designer构建网络的信息,请参阅用深度网络设计器构建网络

在Deep network Designer中编辑一个迁移学习的网络。

迁移学习是利用预先训练好的深度学习网络并对其进行微调以学习新任务的过程。您可以使用较少数量的训练图像将学习到的功能快速传输到新任务。因此,转移学习通常比从头开始训练网络更快、更容易。要使用预训练网络进行迁移学习,必须更改课程数量以匹配新数据集。

使用SqueezeNet打开深度网络设计器。

deepNetworkDesigner(挤压网)

要为迁移学习准备网络,请替换最后一个可学习层和最终分类层。对于SqueezeNet,最后一个可学习的层是名为“conv10”

  • 拖动一个新的卷积层在画布上。设定过滤财产1,1微粒过滤器属性设置为新的类数。

  • 更改学习速率,以便通过增加加权比率因子BiasLearnRateFactor价值观。

  • 删除最后一个卷积层然后连接你的新图层。

    在深度网络设计器中选择卷积二维层。FilterSize设置为1,1,NumFilters设置为5。

小费

对于大多数预先训练过的网络(例如GoogLeNet),最后的可学习层是完全连接层。为了使网络为迁移学习做好准备,将全连接层替换为新的全连接层,并设置输出大小属性设置为新的类数。有关示例,请参阅开始使用Deep Network Designer

接下来,删除分类输出层。然后,拖动一个新的分类层然后把它连接到画布上。输出层的默认设置意味着网络在训练期间学习类的数量。

在深度网络设计器中选择分类层。OutputSize设置为auto。

通过单击来检查您的网络分析设计师标签。如果需要,网络已准备好进行培训深度学习网络分析仪报告零错误。有关如何训练网络对新图像进行分类的示例,请参见使用深度网络设计师进行迁移学习

有关了解和编辑图层特性的帮助,请单击图层名称旁边的帮助图标。

设计师窗格中,选择要查看和编辑特性的图层。单击图层名称旁边的帮助图标,了解有关图层特性的详细信息。

在Deep Network Designer中选择跨通道规范化层

有关图层特性的详细信息,请参见深度学习层列表

在Deep network Designer中将工作区中的层添加到网络。

在Deep Network Designer中,可以通过从中拖动内置层来构建网络层的图书馆设计师窗格并连接它们。您还可以将自定义层从工作区添加到中的网络设计师窗格。假设变量中存储了一个自定义图层myCustomLayer

  1. 点击新的设计师选项卡。

  2. 暂停从工作空间并点击进口

  3. 挑选myCustomLayer并点击好啊

  4. 点击

应用程序将自定义层添加到设计师窗格。要查看新图层,请使用鼠标放大或单击放大

连接myCustomLayer到中的网络设计师窗格。有关显示如何在Deep network Designer中使用自定义层构建网络的示例,请参阅将自定义层导入Deep Network Designer

您还可以在Deep Network Designer中组合网络。例如,您可以通过组合预训练网络和解码器子网络来创建语义分段网络。

导入数据到深度网络设计器进行培训。

你可以使用数据选项卡导入训练和验证数据。深度网络设计器支持导入图像数据和数据存储对象万博1manbetx。根据任务类型选择导入方法。

任务 数据类型 数据导入方法 示例可视化
图像分类

图像数据存储对象,或包含包含每个类的图像的子文件夹的文件夹。类标签来源于子文件夹名称。

挑选导入数据>导入图像数据

“导入图像数据”对话框

您可以在“导入图像数据”对话框中选择增强选项并指定验证数据。有关详细信息,请参阅将数据导入Deep Network Designer

深度网络设计器的数据选项卡,显示类标签的直方图和从导入的数据中选择的随机图像

其他扩展工作流(如数字特征输入、内存不足数据、图像处理以及音频和语音处理)

数据存储。

对于其他扩展工作流,请使用合适的数据存储对象。例如,AugmentedImageDatastore,组合数据存储,像素标签图像数据存储(计算机视觉工具箱),或自定义数据存储。

您可以导入和训练使用的任何数据存储对象trainNetwork函数。有关为深度学习应用程序构造和使用数据存储对象的更多信息,请参见用于深度学习的数据存储

挑选导入数据>导入数据存储

“导入数据存储”对话框

可以在“导入数据存储”对话框中指定验证数据。有关详细信息,请参阅将数据导入Deep Network Designer

Deep Network Designer的“数据”选项卡,显示数据存储中前五个观测值的预览

使用深度网络设计器训练深度神经网络。

使用deepnetworkdesigner,您可以使用图像数据或使用的任何数据存储对象来训练网络trainNetwork函数。例如,您可以训练语义分割网络或多输入网络使用组合数据存储对象。有关将数据导入深度网络设计器的详细信息,请参见将数据导入Deep Network Designer

要根据导入到Deep network Designer的数据对网络进行培训,请在培训选项卡,单击训练.该应用程序会显示训练进度的动画情节。该图显示了小批损失和准确性,验证损失和准确性,以及培训进展的附加信息。这个情节有一个停止按钮在右上角。单击按钮停止培训并返回网络的当前状态。

深度网络设计器中的训练进度图

有关详细信息,请参阅使用深层网络设计器训练网络

如果您需要对培训进行更大的控制,请单击培训方案选择培训设置。有关选择培训选项的详细信息,请参见培训选项

深层网络设计器中的“培训选项”对话框

有关如何训练图像分类网络的示例,请参见使用深度网络设计师进行迁移学习.有关如何训练序列到序列LSTM网络的示例,请参见使用深度网络设计器进行时间序列预测的训练网络

要在深度网络设计器不支持的数据上训练网络,请选择万博1manbetx设计师选项卡,然后单击出口导出初始网络体系结构。然后,您可以通过编程方式训练网络,例如,使用自定义训练循环。

将在Deep network Designer中创建的网络体系结构导出到工作区或Simulink,并生成代码以重新创建网络和培训。万博1manbetx

  • 将带有初始权值的网络体系结构导出到工作空间,在设计师选项卡,单击出口. 根据网络体系结构,Deep network Designer将网络导出为分层图lgraph或者作为一个对象

  • 将在Deep network Designer中训练的网络导出到工作空间,上培训选项卡,单击出口. Deep Network Designer将经过培训的网络体系结构导出为达格网络对象trainedNetwork.Deep Network Designer还输出训练的结果,如训练和验证的准确性,作为结构数组列车信息结构

  • 要将在Deep network Designer中培训的网络导出到Simulink,请在万博1manbetx培训选项卡,单击出口>出口到仿真软件万博1manbetx.Deep Network Designer将训练后的网络保存为mat文件,并生成Simulink块来表示训练后的网络。万博1manbetx生成的块取决于训练的网络类型。

    • 图像分类器-使用经过训练的深度学习神经网络对数据进行分类。

    • 预测-使用经过训练的深度学习神经网络预测反应。

    • 有状态分类-使用经过训练的递归神经网络对数据进行分类。

    • 有状态的预测-使用经过训练的递归神经网络预测反应。

要重新创建一个网络,你构建和训练在深网络设计师,生成MATLAB代码。

  • 要重新创建网络层,请在设计师选项卡上,选择出口>生成代码

  • 要在上重新创建网络层,包括任何可学习的参数设计师选项卡上,选择出口>使用初始参数生成代码

  • 要在上重新创建网络、数据导入和培训培训选项卡上,选择出口>生成用于培训的代码

生成脚本后,可以执行以下任务。

  • 要重新创建应用程序中创建的网络层,运行脚本。如果您生成了训练脚本,那么运行该脚本也将复制网络训练。

  • 检查代码,学习如何以编程方式创建和连接层,以及如何训练一个深层网络。

  • 要修改图层,请编辑代码。您还可以运行脚本并将网络导入应用程序中进行编辑。

有关详细信息,请参阅从deepnetworkdesigner生成MATLAB代码

您还可以使用生成的脚本作为起点,创建深度学习实验,该实验扫描一系列超参数值或使用贝叶斯优化来找到最佳训练选项。以示例说明如何使用实验经理要调整在Deep network Designer中培训的网络的超参数,请参阅在实验管理器中使用深度网络设计器生成的代码

相关实例

程序化使用

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deepNetworkDesigner打开深度网络设计器应用程序。如果深度网络设计器已经打开,deepNetworkDesigner为应用程序带来焦点。

deepNetworkDesigner ()打开Deep Network Designer应用程序并将指定的网络加载到该应用程序中。网络可以是串联网络、DAG网络、层图或层阵列。

例如,使用预训练的挤压网络打开Deep Network Designer。

净=挤压净;deepNetworkDesigner(net);

如果深层网络设计器已经打开了,deepNetworkDesigner(净)关注应用程序并提示您添加或替换任何现有网络。

提示

要训练多个网络并比较结果,请尝试实验经理

在R2018b中引入