卷积利用了下媔4个想法来机器学习系统:
在CNN中,参数是相互关联的:应用于一个输入的权重与应用于其他输入的权重值相关联
在整个图像中使用相同 kernel因此不是为每个位置学習一个参数,而是只学习一组参数
向前传播的过程没有改变仍然为
参数共享的形式使得CNN的每一层都满足变换的不变性。也就是说
在处理时间序列数据时卷积产生一个时间线,显示不同特征出现的时间(如果事件在输入中发生时间偏移则相同的表示将出現在输出中)
对于图像:如果在图像中移动一个对象,它的表示将在输出中移动相同的量
这个性质可以用在边缘探测中
需要注意的是卷積对于其他的运算,例如改变规模或旋转是不具有不变性的
能够处理大小可变的输入
以上述过程为例进行分析。上述过程步长(stride)为1,卷积核(kernel)的大小为
如果步长S为1,卷积核大小为K为保持输入输出大小相同,需要补
对于一幅图像我们使用1个卷積核,将得到一张特征图;使用100个卷积核将得到100张特征图。
我们只考虑2维图像彩色图像为RGB三通道,那么卷积核也是3通道(即卷积核深喥为3)
卷积核的深度与输入图像深度一致
如果想保持输入输出大小相同需要补0多少层?
严格的说这并不是神经網络的一层,只是对卷积结果进行非线性运算上述激活函数使用的是ReLU函数。
对于输入图像的微小变换池化后大多数输出的值并不发生妀变。池化过程是下采样的一种方法如果有多张特征图,经过池化后得到的子图数量与原特征图数量相同。
上圖为没有稀疏交互的全连接网络可以看到计算
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