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07卷积神经网络(CNN)封面图

07卷积神经网络(CNN)

从DNN到CNN

1)卷积层与汇聚

DNN中,相邻层的所有神经元之间都有连接,这叫全连接;而在CNN中新增了卷积层和汇聚

DNN的全连接层对应CNN的卷积层

汇聚其实是与激活函数类似的附件

单个卷积层的结构是:卷积层-激活函数-(汇聚),其中汇聚可以省略

2)CNN专攻多维数据

比如,如果我们使用DNN进行手写数字的识别,但是,图像至少都是二维的,向全连接层输入的时候,需要多维数据拉平为一维数据,这样一来图像的形状就被忽视了,很多特征是隐藏在空间属性

但是卷积层可以保持输入数据的维数保持不变

3)卷积层

CNN的卷积层和DNN的全连接层属于是平级关系

全连接层中的权重和偏置w和b-----卷积层的稍微会复杂

4)输入与输出尺寸的关系

假设输入尺寸(H,W),输出尺寸(FH,FW),填充为P,步幅为S

那么输出尺寸(OH,OW)的计算公式如下

5)多通道

在上面讲的卷积层,仅仅针对二维的输入与输出数据(一般是灰度图像),可称之为单通道

但是彩色图像除了高和长两个维度之外,还有第三个维度也就是通道。例如,以RGB三原色为基础的彩色图像,其通道方向就有红绿蓝三部分,可视为三个单通道二维图像的混合叠加。

一般的当输入数据是二维时,权重被称为卷积核

而输入数据是三维或者更高的时候,权重被称为滤波器(Filter)

把所有输入通道的卷积核叠起来的三维立体。比如 RGB 三通道输入时,一个滤波器 = 3 个 3×3 核摞成 3×3×3。滤波器扫完整张图,产出一个输出通道(特征图)

大白话讲就是:核是二维的砖,滤波器是按输入通道数把砖砌成的墙;一层有 N 个滤波器,就输出 N 个通道

注意:输入数据必须和滤波器的通道数相同值,例如,滤波器是三个通道,那么输入数据也要是三维,否则就容易被降级

所以就需要多通道输出

注意,卷积运算也是有偏置的,如果需要追加偏置,那么每一个通道都会有一个单独的偏置

6)汇聚(池化)

汇聚仅仅是从一定范围内提取一个特征值,所以不存在要学习的内部参数,一般有平均汇聚与最大值汇聚

注意:汇聚仅对图像的高H和宽W进行特征提取,不改变通道数C

7)汇聚的输入尺寸和输出尺寸变换计算

(C,H,W)-------(C,OH,OW)

转载自 CSDN-专业IT技术社区

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_64775230/article/details/167174712

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