ShuffleNetv1：An Extremely Efficient Convolutional Neural Network for Mobile Devices

ShuffleNetv1通过channel shuffle解决分组卷积后，特征无法交流的情况

什么是ShuffleNetv1?

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• ResNeXt 提出的分组卷积(GroupConvolution)，可以在降低模型参数量的同时，提升模型的预测效果，但是分组后的特征完全不进行交流，虽然可以通过 1x1 卷积缓解，但是 1x1 卷积需要计算量很大，不是理想的方法
• ShuffleNetv1通过使用 channel shuffle 操作弥补分组间的信息交流，使得网络可以尽情使用分组卷积

ShuffleNetv1的网络结构？

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• 3个不同的Stage组成网络结构，最后一列显示不同的分组其层的输出通道

ShuffleNetv1的基础单元Units?

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• 图a：深度可分离卷积+残差连接，这在MobileNetv2上被作为基础单元
• 图b：ShuffleNetv1的基础单元，经过该单元后，特征图分辨率不变，使用add进行特征融合
• 图c：ShuffleNetv1的下采样单元，经过该单元后，特征图分辨率减半，使用concat进行特征融合

ShuffleNetv1如何实现通道混淆(channel shuffle)?

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• 假定将输入层分为 g 组，总通道数为 g * n，首先你将通道那个维度拆分为 (g, n) 两个维度，然后将这两个维度转置变成 (n, g)，最后重新 reshape 成一个维度 g * n

def channel_shuffle(x, groups):
	"""
	Parameters
		x: Input tensor of with `channels_last` data format
		groups: int number of groups per channel
	Returns
		channel shuffled output tensor
	Examples
		Example for a 1D Array with 3 groups
    >>> d = np.array([0,1,2,3,4,5,6,7,8])
    >>> x = np.reshape(d, (3,3))
    >>> x = np.transpose(x, [1,0])
    >>> x = np.reshape(x, (9,))
	'[0 1 2 3 4 5 6 7 8] --> [0 3 6 1 4 7 2 5 8]'
	"""
	height, width, in_channels = x.shape.as_list()[1:]
	channels_per_group = in_channels // groups
	x = K.reshape(x, [-1, height, width, groups, channels_per_group])
	x = K.permute_dimensions(x, (0, 1, 2, 4, 3))  # transpose
	x = K.reshape(x, [-1, height, width, in_channels])
	return x