Создайте простую сеть направленного графа без петель (DAG) для глубокого обучения. Обучите сеть, чтобы классифицировать изображения цифр. Простая сеть в этом примере состоит из:

Создайте основное ответвление сети как массив слоя. Слой сложения суммирует несколько поэлементных входных параметров. Задайте количество входных параметров для слоя сложения, чтобы суммировать. Все слои должны иметь имена, и все имена должны быть уникальными.

layers = [
    imageInputLayer([28 28 1],'Name','input')
    
    convolution2dLayer(5,16,'Padding','same','Name','conv_1')
    batchNormalizationLayer('Name','BN_1')
    reluLayer('Name','relu_1')
    
    convolution2dLayer(3,32,'Padding','same','Stride',2,'Name','conv_2')
    batchNormalizationLayer('Name','BN_2')
    reluLayer('Name','relu_2')
    convolution2dLayer(3,32,'Padding','same','Name','conv_3')
    batchNormalizationLayer('Name','BN_3')
    reluLayer('Name','relu_3')
    
    additionLayer(2,'Name','add')
    
    averagePooling2dLayer(2,'Stride',2,'Name','avpool')
    fullyConnectedLayer(10,'Name','fc')
    softmaxLayer('Name','softmax')
    classificationLayer('Name','classOutput')];

Создайте график слоя из массива слоя. layerGraph соединяет все слои в layers последовательно. Постройте график слоя.

lgraph = layerGraph(layers);
figure
plot(lgraph)

Создайте сверточный слой 1 на 1 и добавьте его в график слоя. Задайте количество сверточных фильтров и шага так, чтобы размер активации совпадал с размером активации слоя 'relu_3'. Это расположение позволяет слою сложения добавить выходные параметры слоев 'skipConv' и 'relu_3'. Чтобы проверять, что слой находится в графике, постройте график слоя.

skipConv = convolution2dLayer(1,32,'Stride',2,'Name','skipConv');
lgraph = addLayers(lgraph,skipConv);
figure
plot(lgraph)

Создайте связь ярлыка от слоя 'relu_1' до слоя 'add'. Поскольку вы задали два как количество входных параметров к слою сложения, когда вы создали его, слой имеет два входных параметров под названием 'in1' и 'in2'. Слой 'relu_3' уже соединяется с входом 'in1'. Соедините слой 'relu_1' со слоем 'skipConv' и слоем 'skipConv' к входу 'in2' слоя 'add'. Слой сложения теперь суммирует выходные параметры слоев 'relu_3' и 'skipConv'. Чтобы проверять, что слои соединяются правильно, постройте график слоя.

lgraph = connectLayers(lgraph,'relu_1','skipConv');
lgraph = connectLayers(lgraph,'skipConv','add/in2');
figure
plot(lgraph);

Загрузите данные об обучении и валидации, которые состоят из 28 28 полутоновых изображений цифр.

[XTrain,YTrain] = digitTrain4DArrayData;
[XValidation,YValidation] = digitTest4DArrayData;

Задайте опции обучения и обучите сеть. trainNetwork подтверждает сеть с помощью данных о валидации каждый ValidationFrequency итерации.

options = trainingOptions('sgdm', ...
    'MaxEpochs',8, ...
    'Shuffle','every-epoch', ...
    'ValidationData',{XValidation,YValidation}, ...
    'ValidationFrequency',30, ...
    'Verbose',false, ...
    'Plots','training-progress');
net = trainNetwork(XTrain,YTrain,lgraph,options);

Отобразите свойства обучившего сеть. Сеть является объектом DAGNetwork.

net

net = 
  DAGNetwork with properties:

         Layers: [16×1 nnet.cnn.layer.Layer]
    Connections: [16×2 table]

Классифицируйте изображения валидации и вычислите точность. Сеть очень точна.

YPredicted = classify(net,XValidation);
accuracy = mean(YPredicted == YValidation)

accuracy = 0.9968