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DAGNetwork

딥러닝을 위한 DAG(유방향 비순환 그래프) 네트워크

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설명

DAG 네트워크는 딥러닝을 위한 신경망입니다. 이 네트워크의 계층은 유방향 비순환 그래프로 배열됩니다. DAG 네트워크에서는 계층이 여러 계층으로부터 입력값을 가질 수 있고 여러 계층으로 출력값을 보낼 수 있는 보다 복잡한 아키텍처를 가질 수 있습니다.

생성

DAGNetwork 객체를 만드는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

참고

기타 사전 훈련된 네트워크에 대해 자세히 알아보려면 사전 훈련된 심층 신경망 항목을 참조하십시오.

속성

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네트워크 계층으로, Layer 배열로 지정됩니다.

계층 연결로, 2개의 열이 있는 테이블로 지정됩니다.

각 테이블 행은 계층 그래프에 있는 하나의 연결을 나타냅니다. 첫 번째 열 Source는 각 연결의 소스를 지정합니다. 두 번째 열 Destination은 각 연결의 대상을 지정합니다. 연결 소스와 대상은 계층 이름이거나 'layerName/IOName' 형태를 갖습니다. 여기서 'IOName'은 계층 입력값 또는 출력값의 이름입니다.

데이터형: table

네트워크 입력 계층 이름으로, 문자형 벡터로 구성된 셀형 배열로 지정됩니다.

데이터형: cell

네트워크 출력 계층 이름으로, 문자형 벡터로 구성된 셀형 배열로 지정됩니다.

데이터형: cell

객체 함수

activations딥러닝 신경망 계층 활성화 계산
classify훈련된 딥러닝 신경망을 사용하여 데이터 분류
predict훈련된 딥러닝 신경망을 사용하여 응답 변수 예측
plot신경망 계층 그래프 플로팅

예제

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딥러닝을 위한 간단한 DAG(유방향 비순환 그래프) 네트워크를 만듭니다. 숫자 영상을 분류하도록 네트워크를 훈련시킵니다. 이 예제의 간단한 네트워크는 다음으로 구성됩니다.

  • 계층이 순차적으로 연결된 기본 분기.

  • 1x1 컨벌루션 계층 1개를 포함하는 지름길 연결. 지름길 연결은 출력 계층에서 네트워크의 이전 계층으로 파라미터 기울기가 보다 쉽게 흐르도록 해 줍니다.

네트워크의 기본 분기를 계층 배열로 만듭니다. 덧셈 계층은 여러 개의 입력값을 요소별로 합산합니다. 덧셈 계층이 합산할 입력값의 개수를 지정합니다. 계층은 모두 고유한 이름을 가져야 합니다.

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')];

계층 배열에서 계층 그래프를 만듭니다. layerGraph는 layers에 있는 모든 계층을 순차적으로 연결합니다. 계층 그래프를 플로팅합니다.

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

1x1 컨벌루션 계층을 만들어서 계층 그래프에 추가합니다. 활성화 크기가 'relu_3' 계층의 활성화 크기와 일치하도록 컨벌루션 필터의 개수와 스트라이드를 지정합니다. 이렇게 지정해 두면 덧셈 계층이 'skipConv' 계층과 'relu_3' 계층의 출력값을 더할 수 있게 됩니다. 계층이 그래프에 있는지 확인하기 위해 계층 그래프를 플로팅합니다.

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

'relu_1' 계층에서 'add' 계층으로 지름길 연결을 만듭니다. 덧셈 계층을 만들 때 계층의 입력값의 개수를 2로 지정했으므로 이 계층은 이름이 각각 'in1'과 'in2'인 2개의 입력값을 갖습니다. 'relu_3' 계층은 이미 'in1' 입력값에 연결되어 있습니다. 'relu_1' 계층을 'skipConv' 계층에 연결하고 'skipConv' 계층을 'add' 계층의 'in2' 입력값에 연결합니다. 이 덧셈 계층이 'relu_3' 계층과 'skipConv' 계층의 출력값을 합산합니다. 계층이 올바르게 연결되었는지 확인하려면 계층 그래프를 플로팅합니다.

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

28x28 회색조 숫자 영상으로 구성된 훈련 데이터와 검증 데이터를 불러옵니다.

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

훈련 옵션을 지정하고 네트워크를 훈련시킵니다. trainNetwork는 ValidationFrequency회 반복마다 검증 데이터를 사용하여 네트워크를 검증합니다.

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

훈련된 네트워크의 속성을 표시합니다. 네트워크는 DAGNetwork 객체입니다.

net
net = 
  DAGNetwork with properties:

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

검증 영상을 분류하고 정확도를 계산합니다. 이 네트워크는 정확도가 매우 높습니다.

YPredicted = classify(net,XValidation);
accuracy = mean(YPredicted == YValidation)
accuracy = 0.9968

확장 기능

참고 항목

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도움말 항목

R2017b에 개발됨

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