《Deep Residual Learning for Image Recognition》在 2016 年拿下了计算机视觉顶级会议 CVPR 的最佳论文奖，相比 NeurIPS 最高热度论文《Attention is All You Need》，ResNet 的被引数多出了几倍。这一工作的热度如此之高，不仅是因为 ResNet 本身的久经考验，也验证了 AI 领域，特别是计算机视觉如今的火热程度。

论文链接：https://www.cv-foundation.org/openaccess/content_cvpr_2016/papers/He_Deep_Residual_Learning_CVPR_2016_paper.pdf

该论文的四位作者何恺明、张祥雨、任少卿和孙剑如今在人工智能领域里都是响当当的名字，当时他们都是微软亚研的一员。微软亚研是业内为数不多的，能够获得科技巨头持续高投入的纯粹学术机构。

说道论文本身，残差网络是为了解决深度神经网络（DNN）隐藏层过多时的网络退化问题而提出。退化（degradation）问题是指：当网络隐藏层变多时，网络的准确度达到饱和然后急剧退化，而且这个退化不是由于过拟合引起的。

假设一个网络 A，训练误差为 x。在 A 的顶部添加几个层构建网络 B，这些层的参数对于 A 的输出没有影响，我们称这些层为 C。这意味着新网络 B 的训练误差也是 x。网络 B 的训练误差不应高于 A，如果出现 B 的训练误差高于 A 的情况，则使用添加的层 C 学习恒等映射（对输入没有影响）并不是一个平凡问题。

为了解决这个问题，上图中的模块在输入和输出之间添加了一个直连路径，以直接执行映射。这时，C 只需要学习已有的输入特征就可以了。由于 C 只学习残差，该模块叫作残差模块。

此外，和当年几乎同时推出的 GoogLeNet 类似，它也在分类层之后连接了一个全局平均池化层。通过这些变化，ResNet 可以学习 152 个层的深层网络。它可以获得比 VGGNet 和 GoogLeNet 更高的准确率，同时计算效率比 VGGNet 更高。ResNet-152 可以取得 95.51% 的 top-5 准确率。

ResNet 网络的架构和 VGGNet 类似，主要包括 3x3 的卷积核。因此可以在 VGGNet 的基础上在层之间添加捷径连接以构建一个残差网络。下图展示了从 VGG-19 的部分早期层合成残差网络的过程。