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深度學(xué)習(xí)入門(三):卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)

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引入

給定一張圖片,計(jì)算機(jī)需要模型判斷圖里的東西是什么?
(car、truck、airplane、ship、horse)
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一、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)

  • CONV:卷積計(jì)算層,線性乘積求和
  • RELU:激勵(lì)層,激活函數(shù)
  • POOL:池化層,取區(qū)域平均或最大(MAX POOL)
  • PC:全連接層

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二、CONV卷積層計(jì)算

對(duì)CNN來說,它是一塊一塊進(jìn)行對(duì)比的,“小塊”稱之為Features特征。卷積就是對(duì)圖像(不同窗口數(shù)據(jù))和濾波矩陣做內(nèi)積。每計(jì)算完一個(gè)數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)后,數(shù)據(jù)窗口不斷平滑移動(dòng),直到計(jì)算完所有數(shù)據(jù)。

圖中矩陣解析:

  • Input Volume(7x7x3):圖像的長寬均為7,3代表RGB三個(gè)顏色通道
  • Filter W0、W1:濾波器,帶一組固定權(quán)重的神經(jīng)元
  • Output Volume:兩個(gè)不同的輸出

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隨著左邊數(shù)據(jù)窗口的平移滑動(dòng),濾波器 F i l t e r W 0 / W 1 Filter W0/W1 FilterW0/W1對(duì)不同的局部數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積計(jì)算。左邊數(shù)據(jù)在變化,每次濾波器都是針對(duì)某一局部的數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行卷積,這就是所謂的CNN中的局部感知機(jī)制。與此同時(shí),數(shù)據(jù)窗口滑動(dòng),導(dǎo)致輸入在變化,但中間濾波器Filter w0的權(quán)重是固定不變的,這個(gè)權(quán)重不變即所謂的CNN中的參數(shù)(權(quán)重)共享機(jī)制。

三、卷積層參數(shù)

  • depth:神經(jīng)元個(gè)數(shù),濾波器個(gè)數(shù)
  • stride:步長,滑動(dòng)多少步到邊緣
  • zero-padding:邊緣填充,為了總長能為步長整除,并且一定程度上減輕邊界利用少的情況
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四、ReLU激勵(lì)層

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五、POOL池化層

進(jìn)行篩選壓縮的過程,取區(qū)域平均最大
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最大池化 MAX POOLING

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下圖包含兩次卷積一次池化,共7層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
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六、特征圖變化

三維要拉長成特征向量,再輸入全接連層

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