AI 教学改革实践研究计划AI 教改实践研究计划 全国高等院校计算机基础教育研究会 ×实战云


AI 课件库 › 深度学习 › 卷积神经网络

预训练模型三维可视化

TensorSpace Playground · 开源项目 tensorspace.org,2018

把四个真实的预训练模型立在三维空间里:手写一个数字看 LeNet 逐层算出什么,换一张照片看 MobileNet 认成什么,点任意一层就把里面几十张特征图铺开,还能现场训练一个 LeNet 看损失怎么掉下来。

适用
深度学习、计算机视觉、神经网络原理、人工智能导论的卷积网络章节
概念
卷积层、池化层、全连接层、特征图、深度可分离卷积、目标检测、条件生成对抗网络、逐层前向传播
课时
进阶 · 建议 30 分钟
网络
离线可用(不依赖外网,需能打开本站)

全屏打开实验 ↗ 原作源代码 ↗

交互实验(可直接投屏)

原作是一个完整的网页应用,下面直接嵌入;屏幕小或要投影时,点「全屏打开实验」更清楚。

动手三步

  1. 首页先看三张操作动图:左键拖拽转视角、右键拖拽平移、滚轮缩放
  2. 进 LeNet:在右侧画板上手写一个数字,左边七层立刻依次亮起,下方给出判定结果
  3. 在三维视图里点任意一层把它展开,看这一层的几十张特征图分别长什么样
  4. 进 MobileNet:换成孔雀或松鼠的照片,看几十层算完后预测结果怎么变
  5. 进 YOLO:换成长颈鹿那张,看最后的检测输出层怎么在原图上框出物体
  6. 进 LeNet 训练可视化:点「开始训练」,边看批次、损失、准确率变化,边看特征图一轮轮变清晰

课堂怎么用

  • 把「特征图」从板书变成眼前的东西:写一个 7,逐层看它怎么从像素变成抽象响应,到全连接层已经看不出字形
  • 深度对比:LeNet 七层、MobileNet 几十层,同样是认图片,让学生猜多出来的层在做什么
  • 分类与检测对照:MobileNet 输出一个类别,YOLO 输出一整张网格并框出位置
  • 训练可视化现场跑两三百批次,把「训练」讲成学生看得见的过程
  • 接 B-04 与 B-08:那两件讲一个卷积核怎么算、玩具网络长什么样,这件讲真实预训练模型有多深

思考题

  1. 同样是认图片,LeNet 只有七层,MobileNet 有几十层,多出来的层在做什么?
  2. 点开同一个卷积层,里面几十张特征图为什么互不相同?它们各自在找什么?
  3. MobileNet 输出一个类别,YOLO 的输出层却是一张网格,这说明检测任务比分类多解决了什么问题?

已知限制

  • 只镜像四个轻量模型(LeNet、ACGAN、MobileNet、YOLO);另外四个大模型的权重合计约 978 MB 没有取,侧栏入口已整条删除
  • YOLO 首次打开要十几秒建模型,课前先打开预热
  • 三维场景里的小数字是各层的尺寸,由 WebGL 直接绘制,中文层换不了;本身与语言无关
  • 原作打包的三份苹方字体是苹果专有字体,Apache-2.0 覆盖不到,已整体剔除并改为从访问者本机取字,页面不再请求任何字体文件
  • 原作样例图里的三张第三方动漫版权图已剔除
  • 模型是训练好的固定权重,不能换数据(LeNet 训练可视化那页除外,它在浏览器里从零训练)

原作 TensorSpace Playground(syt123450、YaoXing Liu、Chenhua Zhu、Qi(Nora)(TensorSpace 团队),开源项目 tensorspace.org,2018),Apache-2.0 许可(原文),界面已中文化。

← 卷积网络三维可视化 循环神经网络 →

使用与数据说明 · 来源与许可